INGENIEURGEOLOGISCH - BODENMECHANISCHES ......DIN 4124 ein Standsicherheitsnachweis erforderlich. Die übrigen Hinweise der DIN 4124 (z.B. un-belastete Böschungskronen) sind zu beachten

Büro für angewandte Geowissenschaften – 72074 Tübingen – Nauklerstraße 37A Gemeinde Gärtringen - Bauamt / Bauverwaltung - Rohrweg 2 71116 Gärtringen

21.05.2013 Az 13 021.1

INGENIEURGEOLOGISCH - BODENMECHANISCHES

GUTACHTEN für die Erschließung des Gewerbegebiets „Riedbrunnen II“ in Gärtringen

Baugrunderkundung Gründungsberatung Altlastenerkundung Bodenmechanik Umweltgeologie Deponietechnik Hydrogeologie

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Büro für angewandte Geowissenschaften Dr. H. Gerweck - S. Potthoff 2

INHALT Seite 1. Allgemeines und Aufgabenstellung 4 2. Lage und allgemeine geologische Verhältnisse 4 3. Durchgeführte Untersuchungen 5 4. Ergebnisse der Untersuchungen 5 4.1 Schichtaufbau des Untergrunds 5 4.2 Hydrogeologische Verhältnisse 8 5. Beurteilung der Versickerungsmöglichkeiten 9 6. Kanalbaumaßnahmen 9 6.1 Auflagerung der Rohrleitungen 9 6.2 Aushub von Leitungsgräben 10 6.3 Verfüllung der Leitungsgräben 11 6.3.1 Allgemeines 11 6.3.2 Erdbautechnische Eigenschaften des Aushubmaterials 12 6.3.3 Abschließende Beurteilung 13 7. Hinweise zum Straßenbau 15 8. Hinweise zur Bebauung 17 8.1 Gründung von Gebäuden 17 8.2 Schutz der Bauwerke gegen Durchfeuchtung 18 8.3 Baugrubengestaltung und Befahrbarkeit 19 9. Boden- und Felsklassen nach DIN 18 300 für den Zustand beim Lösen 19 10. Bodenmechanische Kennwerte für erdstatische Berechnungen 21 11. Schlussbemerkungen 22


ANLAGEN Anlagen 1.1 - 1.3 Lagepläne unmaßstäblich mit eingetragenen Untersuchungspunkten und schematischem Schichtaufbau Anlagen 2.1 - 2.6: Schichtprofile der Schürfgruben Anlage 3: Bodenmechanische Laborergebnisse


1. Allgemeines und Aufgabenstellung

Die Gemeinde Gärtringen plant die Erschließung des Gewerbegebiets „Riedbrunnen II“ in Gärtringen. Mit Schreiben vom 28.02.2013. wurde unser Büro beauftragt, die Untergrund-verhältnisse im geplanten Baugebiet zu erkunden und ein ingenieurgeologisch-bodenmecha-nisches Gutachten zu erstellen. Zur Bearbeitung des Auftrags stand uns ein digitaler Lageplan (pdf-Format) mit eingetragenen Flurstücksgrenzen zur Verfügung. Anhand dieser Planunterlage und aufbauend auf den durchgeführten Untersuchungen entstand das vorliegende Gutachten. 2. Lage und allgemeine geologische Verhältnisse Das geplante Erschließungsgebiet liegt am Südostrand von Gärtringen. Der südliche, relativ ebene Teil des „L“-förmigen Erschließungsgebietes reicht im Süden bis nahe an die Autobahn A 81. Der nördliche Geländeteil grenzt nach Westen an die K 1077, im Norden wird er durch einen Feldweg begrenzt und fällt nach Süden zur Talaue des Riedbrunnenbaches ein. Das gesamte Gelände wird mit Ausnahme der zentralen Talaue landwirtschaftlich genutzt. Der natürliche Untergrund wird unter bereichsweise relativ mächtigen quartären Deckschichten (Löss- und Fließerden) von den Schichten des unteren Gipskeupers (km1) in unterschiedlichen Verwitterungsstufen aufgebaut. Der zentrale Bereich wird von der Ost-West-verlaufenden Talaue des Riedbrunnenbaches mit organischen Talablagerungen aufgebaut, unter denen stark verwitterte Schichten des Gipskeu-pers folgen.


3. Durchgeführte Untersuchungen Zur direkten Erkundung des Schichtaufbaus des Untergrunds wurden am 16.04.2013 mit einem Bagger der Firma Zinser & Schmid GmbH, Gärtringen zwölf Schürfgruben mit Tiefen von 4,4 m (u.a. SG 1) bis 4,6 m unter Gelände (u.a. SG 2) angelegt. Die Lage der Untersuchungspunkte ist jeweils auf den Lageplänen Anlagen 1.1 – 1.3 dargestellt. Die Absteckung und Einmessung der Untersuchungspunkte nach Lage und Höhe erfolgte durch das Vermessungsbüro Martin Fischer, Calw-Altburg. Der in den Aufschlüssen erschlossene Schichtaufbau des Untergrunds wurde durch uns geologisch und bodenmechanisch aufgenommen. Die Schichtprofile der Schürfgruben sind auf den Anlagen 2.1 - 2.6 nach DIN 4023 graphisch dargestellt. Aus den Schürfgruben wurden repräsentative Proben entnommen und bodenmechanische Laborversuche durgeführt, deren Ergebnisse aus der Anlage 3 hervorgehen. 4. Ergebnisse der Untersuchungen 4.1 Schichtaufbau des Untergrunds

Zuoberst wurde In allen Schürfgruben ein ca. 0,2 – 0,6 m dicker humoser Oberboden aus dunkelbraunem, tonigem, humosen, z.T. durchwurzeltem Schluff angetroffen. Insbesondere im Bereich der Ackerflächen sowie innerhalb der zentralen Senke können aber auch größere Mächtigkeiten humoser Böden auftreten. Hierunter folgten in allen Schürfgruben bindige, quartäre Deckschichten. Diese bestanden verbreitet aus bindigen Lösslehmen (Schluff, tonig, braun, steif bis halbfest) von überwiegend steifer Konsistenz, die sich bereichsweise mit Fließerden (Schluff, tonig mit Tonsteinstücken) verzahnten. In den Schürfgruben SG 7 und SG 8 wurden unter dem Oberboden quartäre Talablagerungen des Riedbrunnenbachs erschlossen. Diese bestanden aus schwarzen, organischen Ton- und Schluffböden von überwiegend weicher Konsistenz, in die bereichsweise Torflagen eingelagert waren (SG 7).


Unter den quartären Deckschichten folgten, mit Ausnahme von SG 1, in allen Schürfgruben die Schichten des Gipskeupers. Diese waren in den oberen Schichtabschnitten zu Ton- und Schluffböden mit eingelagerten Tonsteinstücken und Gipsauslaugungsresten aufgewittert (in den Schichtprofilen mit "Gipskeuper, stark verwittert" bezeichnet). Die Konsistenz dieser bindigen Böden war überwiegend steif bis halbfest. Die Obergrenzen dieser Schichten in den jeweiligen Aufschlüssen sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1:

Aufschluss Nr. Obergrenze "Gipskeuper, stark verwittert"

in m unter Gelände in m NN

SG 1 > 4,4 < 446,6

SG 2 3,3 445,0

SG 3 1,9 443,4

SG 4 1,2 443,7

SG 5 3,4 440,7

SG 6 1,3 445,0

SG 7 3,8 437,8

SG 8 3,0 439,3

SG 9 2,6 440,0

SG 10 2,5 442,5

SG 11 1,0 443,1

SG 12 2,1* 442,3

* = Obergrenze "Gipskeuper verwittert"


Zur Tiefe gingen diese Schichten bereichsweise in halbfeste bis feste, kleinstückige bis stückige Schlufftonsteine über. Insbesondere in den südlichen Schürfgruben war die Verwitterung der Gipskeuperschichten weniger tiefgründig, hier wurden im Bereich der Schürfgrubenendtiefen z.T. feste bis harte, stückige Schlufftonsteine angetroffen. Diese Schichten sind in den Schichtprofilen mit „Gipskeuper, verwittert" bezeichnet. Die Obergrenzen dieser Schichten des Gipskeupers, verwittert in den jeweiligen Aufschlüssen sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 2:

Aufschluss Nr. Obergrenze "Gipskeuper, verwittert"

in m unter Gelände in m NN

SG 6 3,4 442,9

SG 9 3,4 439,2

SG 10 2,5 442,5

SG 11 2,5 441,6

SG 12 2,1 442,3

Allgemein war in den Schichten des Gipskeupers zur Tiefe eine Abnahme des Verwitterungs- und Entfestigungsgrades festzustellen. Im nördlichen Bereich und insbesondere im Bereich der zentralen Talaue des Riedbrunnenbaches waren diese Schichten jedoch tiefgründiger verwittert als im südlichen Teil des Erschließungsgebietes. Nach den durchgeführten Laborversuchen sowie Laborversuchen an vergleichbaren Böden sind die bindigen Böden überwiegend in die Bodengruppe TM (mittelplastische Tonböden), die organischen Talablagerungen entsprechen weitgehend der Bodengruppe OT (organische Tonböden).


Anmerkungen zu den Bodengruppen nach DIN 18 196 bindige Böden: TM = mittelplastische Tone (Fließgrenze wL 35 bis 50 Gew.-%) organische Böden: OT = Tone mit organischen Beimengungen (Fließgrenze wL > 50 Gew.-%)

4.2 Hydrogeologische Verhältnisse Während der Schichtaufnahme am 16.04.2013 wurden, mit Ausnahme der Schürfgruben SG 7 und SG 8), bis zu den jeweiligen Endtiefen keine direkten Wasserzutritte festgestellt. Das Grundwasser in der Talaue des Riedbrunnenbaches korrespondiert mit dem Oberflächenwasser des Riedbrunnenbaches, bei Hochwasser ist daher mit einem entsprechenden Anstieg zu rechnen. Auch im Festgestein des Gipskeupers zirkuliert Grundwasser. Der zusammenhängende Grundwasserspiegel lag hier zum Zeitpunkt der Schürfgrubenaufnahme unterhalb der Endtiefen. Unabhängig hiervon muss, abhängig von Jahreszeit und Witterungsverlauf, in den Gipskeuper-schichten mit einer gelegentlichen Schicht- und Sickerwasserführung gerechnet werden. Hierfür waren die bereichsweise festgestellten nassen Schichtflächen der Schlufftonsteine ein deutlicher Hinweis. Auch in den quartären Deckschichten kann zeitweise anfallendes Sickerwasser nicht ausgeschlossen werden.


5. Beurteilung der Versickerungsmöglichkeiten Grundlage für die Beurteilung der Möglichkeiten zur Versickerung und zur Bemessung von Versickerungsanlagen ist DWA-Arbeitsblatt A 1381. Nach diesem Regelwerk kommen für Versickerungsanlagen Locker- und auch Felsgesteine in Frage, deren kf-Werte im Bereich von 1 x 10-3 bis 1 x 10-6 m/s liegen. Die in den durchgeführten Schürfgruben angetroffenen Schichten sind durch geringe Durchläs-

sigkeiten gekennzeichnet, die deutlich unter 10-6 m/s liegen. Dies gilt sowohl für die die quartären

Deckschichten (Lösslehm, Fließerden und Talablagerungen) als auch die plastisch aufgewitter-

ten Böden des „Gipskeuper, stark verwittert“. Die lokal anstehenden geklüfteten Schlufftonstei-

ne des „Gipskeuper, verwittert“ sind zwar diesbezüglich günstiger einzustufen, aufgrund der

eingeschalteten bindigen Lagen kommen aber auch diese Schichten für eine Versickerung von

Oberflächenwasser nicht in Betracht. Es kommt daher nur eine Retention des anfallenden

Oberflächenwassers in Betracht. Hierfür bietet sich in erster Linie die zentrale Talaue des

Riedbrunnenbaches an, die Möglichkeiten für naturnahe Rückhaltung ermöglicht.

6. Kanalbaumaßnahmen 6.1 Auflagerung der Rohrleitungen Pläne über die vorgesehene Kanalisation liegen uns nicht vor. Ausgehend von "üblichen" Kanaltiefen verlaufen die Kanalsohlen in sehr verschiedenartigen Böden.

1 "Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser" Arbeitsblatt DWA-A 138 der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA), April 2005


Bei den festgestellten Untergrundverhältnissen genügt es in den angetroffenen Böden, mit Ausnahme der quartären Talablagerungen, ein Sand-Feinkies-Auflager nach DIN 4033 als Rohrbettung einzubringen. Eventuell auftretende Weichzonen an den Grabensohlen, was nach den Aufschlüssen nicht bzw. nur in geringem Umfang zu erwarten ist, müssen ausgeräumt und durch das Material der Rohrbettung ersetzt werden. Im Bereich der weichen organischen Tonböden mit bereichsweise vorhandenen Torfablagerungen hingegen ist es erforderlich, einen Bodenaustausch von ca. 50 cm vorzunehmen und an der Grabensohle ein Geotextil zu verlegen. Bei sehr ungünstigen Verhältnissen besteht die möglich eine Kombination aus Vlies und Geogitter (z.B. Combigrid 40/40 Q 1 GRK 3) zu verlegen. Im Bereich von festen bis harten Ton-und Schlufftonsteinbänken lässt sich möglicherweise bereichsweise keine ebenflächige Grabensohle herstellen. Der unvermeidbare Mehraushub wird mit dem Material der Rohrbettung ausgeglichen. Es ist darauf zu achten, dass die nach DIN 4033 geforderte Mindestdicke des Sand-Feinkies-Auflagers (10 cm + 1/10 der Rohrnennweite) eingehalten wird, um schädliche Punkt- und Linienauflagerungen zu vermeiden. Nach den durchgeführten Schürfgruben wird dies jedoch überwiegend nicht notwendig sein. In Übergangsbereichen von festen Ton- und Schlufftonsteinen zu bindigen Böden ist - je nach örtlichem Schichtverlauf - durch die Anordnung einer Pufferschicht ein allmählicher Übergang der Auflagerbedingungen zu schaffen. 6.2 Aushub von Leitungsgräben Die Leitungsgräben können bei entsprechenden Platzverhältnissen mit freien Böschungen ausgehoben werden. Hierbei können nach DIN 4124 bei Aushubtiefen bis 5,0 m folgende Regelneigungen zugrunde gelegt werden:


Talablagerungen β 45* Lösslehm, Fließerden Gipskeuper, stark verwittert: β 60 Gipskeuper, verwittert: β 70 * im Bereich der Talablagerungen empfiehlt es sich unabhängig von den Platzverhältnissen Verbaumaßnahmen zu ergreifen. Bei Gräben mit Aushubtiefen von > 5,0 m ist entsprechend DIN 4124 eine Berme zwischenzu-schalten oder es sind geeignete Sicherungsmaßnahmen zu ergreifen. Weiterhin ist dann nach DIN 4124 ein Standsicherheitsnachweis erforderlich. Die übrigen Hinweise der DIN 4124 (z.B. un-belastete Böschungskronen) sind zu beachten. Können bereichsweise keine freien Böschungen angelegt werden bzw. sollen die Aushub- und Verfüllmassen minimiert werden, sind Verbaumaßnahmen zu ergreifen. Hierbei wäre es denkbar, die Leitungsgräben durch ein wanderndes Verbaugerät zu sichern, bei dem die Verbauplatten im Zuge des Aushubs abgesenkt werden. Auch bei der Anordnung eines Verbaus sind die ent-sprechenden Richtlinien der DIN 4124 zu beachten. Im Bereich der Talablagerungen wird es erforderlich sein, Wasserhaltungsmaßnahmen zu ergreifen. Die zu erwartenden Wassermengen sind relativ gering, bei entsprechender Witterung und Hochwasserführung des Riedbrunnenbaches können jedoch auch größere Mengen anfallen. 6.3 Verfüllung der Leitungsgräben 6.3.1 Allgemeines In der Leitungszone (bis 30 cm über Rohrscheitel) ist als Füllmaterial steinfreier Boden mit einem Größtkorn von 20 mm zu verwenden (DIN 4033, Abschnitt 10; vgl. auch Merkblatt für das Ver-füllen von Leitungsgräben). Hierzu kommen z.B. Sand-Splitt-Gemische der Abstufung 0/16 in Betracht. Oberhalb der Leitungszone hängen die Anforderungen an Art und Qualität des Verfüllmaterials im Wesentlichen von der späteren Nutzung ab. Während in Straßenbereichen möglichst keine Setzungen des Verfüllmaterials auftreten sollten, können in Grünanlagen derartige Verformungen ohne weiteres in Kauf genommen werden.


6.3.2 Erdbautechnische Eigenschaften des Aushubmaterials Beim Grabenaushub ist mit sehr heterogenem Aushubmaterial zu rechnen. Hierbei fallen bindige Böden (Lösslehme und Fließerden), plastisch aufgewitterte Gipskeuperböden, kleinstückige bis stückige Ton- und Schlufftonsteine des Gipskeupers sowie bereichsweise tonige, organische Talablagerungen an. Diese Böden sind für einen verdichteten Wiedereinbau überwiegend nicht geeignet. Die organischen Talablagerungen sind grundsätzlich nicht zur Wiederverwendung geeignet. Die Wassergehalte der bindigen Böden (Lösslehm, Fließerden und Gipskeuper, stark verwittert) liegen weitgehend oberhalb der für die Verdichtung optimalen Werte. Generell liegen die, für die Verdichtung bindiger Böden optimalen, Wassergehalte bei den vorliegenden Ton- und Schluffböden Böden 2 - 4 % (Bodengruppen TM und TA) unter der jewei-ligen Ausrollgrenze. Da einerseits bindige Böden im gestörten Zustand einen beachtlichen Luftgehalt haben und da sie andererseits wegen ihrer geringen Durchlässigkeit unter der kurzfristigen Einwirkung der Verdichtungsgeräte nur schwer Wasser abgeben können, läuft die Verdichtung bindiger Böden darauf hinaus, ihren Luftporengehalt nL auf ein möglichst geringes Maß zu reduzieren. Die kleinstückigen bis stückigen Schlufftonsteine des Gipskeupers („Gipskeuper, verwittert") sind hinsichtlich der Verdichtbarkeit günstiger als rein bindige Böden zu bewerten. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die erzielbaren Verdichtungswerte deutlich niedriger liegen, als bei körnigem Fremdmaterial, zumal auch immer wieder bindige Schluffböden enthalten sind. Es empfiehlt sich daher für die Verfüllung der Kanalgräben körniges Fremdmaterial in ausreichen-dem Umfang vorzusehen.


6.3.3 Abschließende Beurteilung Das in den Kanalgräben anfallende bindige Aushubmaterial besitzt vorwiegend steife, z.T. halbfeste sowie lokal auch weiche Konsistenz. Die natürlichen Wassergehalte liegen hierbei über dem, für die Verdichtung optimalen, Wassergehalt. Hieraus ergibt sich, dass die anfallenden bindigen Böden nur dann setzungsarm und optimal verdichtet werden können, wenn ihr Wassergehalt durch Bodenverbesserungsmaßnahmen verringert wird. Die Bodenverbesserung muss dabei über die gesamte Dicke der Grabenverfül-lung erfolgen, um durchgehend eine optimale Verdichtung des Bodens zu erzielen. Der Einbau von stückigem Gipskeupermaterial, das lediglich im südlichen Teil des Erschließungs-gebietes anfällt, sollte generell möglichst rasch nach dem Aushub erfolgen, da die Ton- und Schlufftonsteine bei längerer Zwischenlagerung zu bindigen Böden zerfallen. Der Einbau der anfallenden Böden ist in hohem Maße witterungsabhängig. Dies gilt insbeson-dere für die plastisch aufgewitterten Böden (Lösslehm/Fließerden/Gipskeuper, stark verwittert). Bei der Bodenstabilisierung mit hydraulischen Bindemitteln wird der Wassergehalt des Bodens soweit reduziert, dass eine optimale Verdichtung möglich ist. Nach der Verdichtung weist der so verbesserte Boden auch eine erhöhte Tragfähigkeit (Verformungsmodul) auf. Wenn der Bodenwassergehalt mehr als 4 - 7 % über dem optimalen Wassergehalt liegt, wird Branntkalk (Weißfeinkalk) eingemischt; andernfalls kann auch Kalkhydrat oder hydraulischer Kalk verwendet werden. Die Stabilisierungsmöglichkeiten und die optimale Bindemittelmenge sollten daher unseres Erachtens auf entsprechenden Testfeldern ermittelt werden. Der Kalk wird jeweils lagenweise eingefräst, wobei sich die erforderliche Menge nach der Art des Bindemittels und nach dem jeweiligen Wassergehalt des Bodens richtet. Generell muss mit Kalkzugaben von 2 - 5 % bezogen auf die Trockenmasse des Bodens gerechnet werden.


Sollten die Setzungen der Grabenverfüllung deutlich minimiert werden, müssen die Gräben mit körnigem, gut verdichtbarem Fremdmaterial (z.B. Siebschutt) verfüllt werden. Um einen Schad-stoffeintrag zu verhindern, sollten solche gut durchlässigen Grabenverfüllungen versiegelt werden. Als Alternative bietet sich auch der Einsatz von Flüssigboden (sog. RSS-System) an. Hierbei wird das Aushubmaterial mit einem Spezialkalk und mineralischen Komponenten gemischt und rieselfähig gemacht. Die Trockenmischung besteht aus den 4 Komponenten Bodenaushub, Plastifikator, Conditioner und Stabilisator. Der Kalk schließt den Boden auf und trägt bei der Bindung zur Festigkeit bei, die Mineralien sorgen dafür, dass der Boden in jeden Hohlraum des Kanalgrabens fließt. Insgesamt bestehen über 90% des Flüssigbodens aus dem Bodenaushub-material. Für eine wirtschaftliche Durchführung ist eine Mindest-Kubatur von > 1.000 -1.200 m3 erforderlich. Es empfiehlt sich, aufgrund der geschilderten Problematik, für die Grabenverfüllung unter Verkehrsflächen auch in ausreichendem Ausmaß Fremdmaterial (z.B. Siebschutt) vorzusehen. Für die Ausführung der Verfüllarbeiten und die Prüfung der geforderten Verdichtungsqualität gelten die entsprechenden Ausführungen der Erdbaus (ZTVE-StB 092). Vor dem Wiedereinbau sollte das vorgesehene Material nochmals hinsichtlich seiner Verdicht-barkeit (z.B. durch Wassergehaltsbestimmungen bei bindigen Böden) sorgfältig überprüft werden. Weiterhin sollte die Verdichtungsqualität innerhalb der Kanalgräben durch eine repräsentative Anzahl von Plattendruckversuchen oder Rammsondierungen überprüft werden. Bei der Durchfüh-rung von Plattendruckversuchen oder Dichteprüfungen ist darauf zu achten, dass diese auf jeder Lage der Grabenverfüllung durchgeführt werden (und nicht erst auf der fertigen Verfüllung), so dass man gegebenenfalls rechtzeitig geeignete Maßnahmen ergreifen kann.

2 ZTVE-StB 09: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau.

Hrsg. von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V., Köln, Fassung 2009


Bei der Verwendung eines Kanalgrabenverbaus ist Einbau und Verdichtung des Füllmaterials auf den jeweiligen Verbau abzustimmen, Füllmaterial und Grabenwand müssen dicht und setzungs-frei aneinanderschließen. Gegebenenfalls sind die Schütthöhen entsprechend zu reduzieren. Insgesamt weisen wir nochmals auf die starke Frost- und Witterungsempfindlichkeit des Aushub-materials hin. Im Hinblick auf eventuelle Eigensetzungen der Grabenverfüllung wäre es günstig, den Straßenaufbau so spät wie möglich aufzubringen. 7. Hinweise zum Straßenbau Beim Bau der Erschließungsstraßen muss eine ausreichende Tragfähigkeit und Frostsicherheit des Straßenaufbaus erzielt werden. Grundlagen sind die Richtlinien der RStO 12 und der ZTVE-StB 09. Für einen Regelaufbau des Straßenkörpers ist nach ZTVE-StB 09 (Abschnitt 3.4.7.) auf dem Erdplanum ein Verformungsmodul von Ev2 45 MN/m2 gefordert. Innerhalb der anstehenden bindigen Böden lässt sich dieser Wert - auch bei optimaler Verdich-tung - nicht erreichen. Die erzielbaren Ev2 - Werte liegen hier in einer Größenordnung von ca. 5 - 10 MN/m2 (steife bis halbfeste Konsistenz). Bei ungünstigerer Konsistenz bzw. Aufweichungen durch Niederschläge wird dieser Wert deutlich unterschritten. Die Dicke der daher erforderlichen Tragschicht muss so gewählt werden, dass der an der Oberkante Frostschutzschicht erforderliche Verformungsmodul erreicht wird. Ausgehend von einem Verformungsmodul von 5 MN/m2 ist hierfür - in Anlehnung an einschlä-gige Korrelationstafeln - etwa eine Dicke von mindestens 70 cm (Ev2 100 MN/m2) bzw. 90 cm (Ev2 120 MN/m2) erforderlich.


Die genaue Dicke sollte jedoch nach der Bestimmung der tatsächlichen Verformungsmoduln durch statische Plattendruckversuche auf dem Erdplanum ermittelt werden. In den Bereichen nicht ausreichender Tragfähigkeit kann das Planum mit hydraulischen Bindemitteln stabilisiert werden, dann könnten die u.g. Mindestaufbauten ausgeführt werden. Die anstehenden Böden zählen zu den frostgefährdeten Bodenarten (Frostempfindlichkeitsklasse F 3, z.T. F 2), es ist daher unabhängig von den Anforderungen an die Tragfähigkeit eine Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaus von 65 cm (Belastungsklasse BK100 – BK10) bzw. von 60 cm (Belastungsklasse BK3,2 bis BK1,0) sowie 50 cm (Belastungsklasse BK0,3) erforderlich. Wo im Bereich des Erdplanums aufgeweichte oder - bei Ausführung im Winter - gefrorene Böden angetroffen werden, sind diese sorgfältig auszuräumen und durch das Material der Frostschutz-/ Tragschicht zu ersetzen. Bei den festgestellten Untergrundverhältnissen sind die Erdarbeiten zur Herstellung des Erdpla-nums sehr stark witterungsabhängig, so dass nach starken Niederschlägen die Befahrbarkeit des Erdplanums mit normalen Baufahrzeugen nicht gewährleistet ist. Bei sämtlichen Erdarbeiten im Zusammenhang mit dem Straßenbau sind die einschlägigen Richtlinien der ZTVE-StB 09, ZTVT-StB 953 sowie ZTV SoB-StB 044 zu beachten. Insbesondere müssen die Eigenüberwachungs- und Kontrollprüfungen sorgfältig und in erforderli-chem Maß durchgeführt werden.

3 ZTVT-StB 95: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Tragschichten im Straßenbau,

hrsg. von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V., Köln 1995, Fassung 2002 4 ZTV SoB-StB 04: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Schichten

ohne Bindemittel im Straßenbau, hrsg. von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V., Köln 2004


8. Hinweise zur Bebauung 8.1 Gründung von Gebäuden Da uns keine konkreten Pläne über die vorgesehene Bebauung vorliegen und die Aufschlüsse relativ weit auseinander liegen, können die folgenden Hinweise zur Bebauung nur allgemein gehalten werden. Sie können Einzelgutachten für die Bebauung keinesfalls ersetzen. - Die bindigen Verwitterungslehme stellen einen tragfähigen aber kompressiblen Baugrund

dar. Die Zusammendrückbarkeit bindiger Böden ist allgemein umso größer je höher der natürliche Wassergehalt (wn) bzw. je geringer die Konsistenzzahl (Ic) des Bodens ist. Für die bindigen Verwitterungsböden des Gipskeupers („Gipskeuper stark verwittert“) gelten prinzipiell dieselben Kriterien. Aufgrund der vorwiegend halbfesten Konsistenz sind diese Böden besser tragfähig als die quartären Lösslehme und Fließerden. zur Abtragung klei-nerer und mittlerer Gebäudelasten geeignet.

- Zu beachten hierbei ist jedoch, dass diese Böden aufgrund ihrer hohen Plastizität stark

schrumpfgefährdet sind. - Die im zentralen Bereich des Erschließungsgebietes anzutreffenden organischen

Talablagerungen sind für eine Lastabtragung nicht geeignet. - Der Festgesteinsuntergrund (vorwiegend Schlufftonsteine des „Gipskeuper, verwit-

tert“) bildet einen gut tragfähigen Untergrund, wobei sich die Tragfähigkeitseigenschaf-ten mit zunehmender Tiefe und abnehmendem Verwitterungsgrad weiter verbessern.

- Es sind daher, in Abhängigkeit von den Konstruktionen und auftretenden Lasten, Flach- gründungen über Einzel- und Streifenfundamente möglich. - Beim Entwurf von Gründungen ist darauf zu achten, dass gleichartige Lastabtragungs-

verhältnisse gewährleistet sind. Sofern bereichsweise feste Schichten des Gipskeupers erreicht werden, müssen die Gründungssohlen, die noch in bindigen Böden liegen, mit Magerbetonunterfüllungen bis auf den festen Untergrund geführt werden.

- Bei einheitlich beschaffenen Untergrundverhältnissen ist bei gleichen Lasten und

einheitlichen Gründungsniveaus auch mit gleichartigen Setzungen zu rechnen.


- Die zulässigen Bodenpressungen müssen jedoch im Einzelfall in Abhängigkeit von der

Konstruktion, den Lasten und der jeweiligen Einschnittstiefe - gegebenenfalls auf der Grundlage weiterer Aufschlüsse - festgelegt werden.

- Generell sind die Baugrundverhältnisse im südlichen Teil des Erschließungsgebietes

(südlich der Talaue des Riedbrunnenbaches) günstiger, als im Bereich der Talaue und nördlich davon.

8.2 Schutz der Bauwerke gegen Durchfeuchtung Bei Bauwerken, die ins Gelände einschneiden, müssen aus bautechnischer Sicht entsprechende Dränierungsmaßnahmen nach DIN 4095 (Ringdränage mit rückstaufreier Ableitung, Filterschicht usw.) und Abdichtungsmaßnahmen nach DIN 18 195 Teil 4 (Abdichtungen gegen Bodenfeuchte) vorgesehen werden. Sofern keine Dränierung zulässig ist, müssen ins Gelände einschneidende Gebäude als wasser-dichte und auftriebsichere Wannen konzipiert werden. Wir empfehlen die Maßnahmen zum Schutz der Bauwerke gegen Durchfeuchtung frühzeitig mit den fachtechnischen Behörden abzustimmen.


8.3 Baugrubengestaltung und Befahrbarkeit Bei den vorliegenden Untergrundverhältnissen ist damit zu rechnen, dass bei einer Durch-feuchtung durch Niederschlags- oder Sickerwasser eine rasche Aufweichung der Baugrubensoh-len erfolgt. Sie sind dann ohne besondere Maßnahmen (Baggermatratzen, Stabilisierung mit Grobschotter) nur schwer befahrbar. Es empfiehlt sich deshalb, den Aushub mit einem Tieflöffelbagger von oben her vorzunehmen bzw. Maßnahmen zur Stabilisierung vorzusehen. Reichen die Platzverhältnisse zur Anlage freier Böschungen aus und sind die Baugruben nicht tiefer als 5 m, können die Böschungen unter Beachtung der Richtlinien der DIN 4124 mit den in Abschnitt 6.2 angegebenen Neigungen angelegt werden. Bei nicht ausreichenden Platzverhältnissen sind Verbaumaßnahmen zu ergreifen. 9. Boden- und Felsklassen nach DIN 18 300 für den Zustand beim Lösen Tabelle 3:

Schichtkomplex Boden- bzw. Felsklasse

Oberboden 1

Talablagerungen 2, z.T. 4 + 5

Lösslehm und Fließerden 4 und 5

Gipskeuper stark verwittert 5

Gipskeuper verwittert 6, z.T. 7


ANMERKUNGEN zu den Bodenklassen nach DIN 18 300 Klasse 1: Humoser, belebter Oberboden Klasse 2: Bodenarten, die von flüssiger bis breiiger Beschaffenheit sind und die das Wasser schwer abgeben und wasserhaltende organische Böden Klasse 3: Sande, Kiese und Sand-Kies-Gemische mit bis zu 15 Gew.-% an Schluff und Ton ( < 0,063 mm Korndurchmesser) und mit höchstens 30 Gew.-% Steinen von über 63 mm Korngröße bis zu 0,01 m3 Rauminhalt Klasse 4: bindige Bodenarten von leichter bis mittlerer Plastizität (Gruppen TL und TM nach DIN 18 196), die höchstens 30 Gew.-% Steine von über 63 mm Korngröße bis zu 0,01 m3 Rauminhalt enthalten sowie Gemische von Sand, Kies, Schluff und Ton mit einem Anteil von mehr als 15 Gew.-% Korngröße kleiner 0,063 mm Klasse 5: hierzu gehören Bodenarten mit mehr als 30 Gew.-% Steinen von über 63 mm Korngröße bis zu 0,01 m3 Rauminhalt und höchstens 30 Gew.-% Steinen von über 0,01 m3 bis 0,1 m3 Rauminhalt sowie ausgeprägt plastische Tonböden (Gruppe TA nach DIN 18 196) Klasse 6: Böden mit mehr als 30 Gew.-% Steinen von über 0,01 m3 bis 0,1 m3 Rauminhalt sowie verwitterte Felsarten Klasse 7: Steine von über 0,1 m3 Rauminhalt und nur wenig verwitterte Felsarten Sollte es bei der Einstufung in Boden- und Felsklassen zu Unstimmigkeiten zwischen der Bauherrschaft und den ausführenden Firmen kommen, sind wir gerne zur Klärung der diesbe-züglich auftretenden Fragen bereit.


10. Bodenmechanische Kennwerte für erdstatische Berechnungen Tabelle 4:

Bodenart bzw. Schichtkomplex

Wichte (kN/m3)

Reibungs- winkel

Kohäsion (kN/m2)

Steifemodul (MN/m2)

g f´ c´ Es

Lösslehm/Fließerden 20 22,5°- 27,5° 5 6 - 12

Talablagerungen 15-20 17,5° 2-5 2 - 4

Gipskeuper:

- stark verwittert 20 22,5° 8 - 10 10 - 15

- verwittert 21 30° 15* > 40

* schwankt je nach Trennflächengefüge, Verwitterungsgrad und Beanspruchungsrichtung in weiten Grenzen, der

genannte wird nicht unterschritten

Für Erddruckermittlungen im Bereich verfüllter, geböschter Arbeitsräume sind in der Regel die Kennwerte des Verfüllmaterials maßgebend. Im einzelnen werden für verdichtet eingebautes Ma-terial folgende Ansätze vorgeschlagen: Schottergemische (auch Siebschutt): f = 35° g = 20 kN/m3 Kiesgemische: f = 32,5° g = 20 kN/m3 Bindige Böden (auch Aushubmaterial): f = 25° g =20 kN/m3 Nach DIN 4149-1 (04/05) "Bauten in deutschen Erdbebengebieten" Karte der Erdbebenzonen und geologischen Untergrundklassen liegt Gärtringen in der Erdbebenzone Zone 2. Für einen rechnerischen Nachweis der Erdbebensicherheit kann nach Tabelle 2 der genannten Norm ein Bemessungswert der Bodenbeschleunigung von αg = 0,6 m/s2 angesetzt werden.


Gemäß Abschnitt 5.2.2 sind die Untergrundverhältnisse (Untergrundklasse/ Baugrundklasse) als B-R zu beschreiben. Somit ergeben sich nach den Tabelle 4 und 5 der Norm folgende Werte: Tabelle 5:

Parameter zur Beschreibung des elastischen horizontalen Antwortspektrums:

Untergrundverhältnisse S TB (s) TC (s) TD (s)

B-R 1,25 0,05 0,25 2,0

Parameter zur Beschreibung des elastischen vertikalen Antwortspektrums:

B-R 1,25 0,05 0,20 2,0

Sämtliche konstruktiven Anforderungen der genannten Norm sind auch bei Gebäuden ohne entsprechenden Standsicherheitsnachweis zu beachten. 11. Schlussbemerkungen Die Untergrundverhältnisse wurden anhand von zwölf Schürfgruben beschrieben und beurteilt. Die im Gutachten enthaltenen Angaben beziehen sich auf die Untersuchungsstellen. Abweichun-gen von den im vorliegenden Gutachten enthaltenen Angaben können nicht ausgeschlossen werden zumal die Aufschlüsse relativ große Abstände zueinander aufweisen. Es ist daher eine sorgfältige Überwachung der Erdarbeiten und eine laufende Überprüfung der während der Erschließungsarbeiten angetroffenen Boden- und Grundwasserverhältnisse im Vergleich zu den Untersuchungsergebnissen und Folgerungen im Gutachten erforderlich.


Die Angaben der zu erwartenden Bodenklassen nach DIN 18 300 (Abschnitt 9) oder die Schicht-obergrenzen können nicht für ein verbindliches Aufmaß oder Kostenschätzung in den Leitungs-gräben und Baugruben herangezogen werden. Die in Abschnitt 8.1 enthaltenen Hinweise zur Bebauung können Einzelgutachten nicht ersetzen. In Zweifelsfällen sollten wir verständigt werden. Für die Beantwortung von Fragen, die im Zuge der weiteren Planung und Ausführung auftreten, stehen wir gerne zur Verfügung. Tübingen, den 21. Mai 2013 Dr. H. Gerweck Dipl.-Geol.

Anlage 1.1zum Gutachtenvom 21.05.2013

SG 2SG 1 SG 3

SG 4

SG 5

SG 12

SG 11

SG 10

SG 9

SG 8

SG 6

SG 7

B Ü R O F Ü R A N G E W A N D T E

Dr. H. Gerweck - S. PotthoffNauklerstraße 37 A - 72074 Tübingen

G E O W I S S E N S C H A F T E N

Lageplan: unmaßstäblich

Talablagerung

en über Gipsk

euperstark v

erwittert

Riedbrunne

nbach

Gärtringen

Neubaugebiet“Riedbrunnen II”

SG = Schürfgrube

LösslehmFließerden

Gipskeuper verwittert

LösslehmFließerden

Gipskeuper stark verwittert


SG 2

SG 1> 4,4 m

1,3 m

3,4 m

1,2 m

3,3 m1,9 m

SG 3

SG 4

SG 5

SG 8

SG 6

B Ü R O F Ü R A N G E W A N D T E

Dr. H. Gerweck - S. PotthoffNauklerstraße 37 A - 72074 Tübingen

G E O W I S S E N S C H A F T E N

Lageplan: unmaßstäblich

Gärtringen


SG = Schürfgrube

Deckschichtenmächtigkeit(Lösslehm/Fließerden)

Mächtigkeit Talablagerungen(Sumpfton/Torf)

OK Gipskeuper verwittert

> 4,4 m

3,0 m

3,0 m

442,9

442,9



BÜRO FÜR ANGEWANDTE

GEOWISSENSCHAFTEN

Dr. H. Gerweck - S. Potthoff

Tübingen

Lageplan

Im Maßstab ca. 1 : xyyySG = Schürfgrube

Gärtringen


SG 12

SG 11

SG 10

SG 9

SG 8

SG 7

Deckschichtenmächtigkeit(Lösslehm/Fließerden)

Mächtigkeit Talablagerungen(Sumpfton/Torf)

OK Gipskeuper verwittert

> 4,4 m

2,6 m

1,0 m

2,5 m

2,1 m

3,0 m

442,9

439,2

442,0

442,3

441,6

3,0 m

3,8 m

BÜRO FÜR ANGEWANDTEGEOWISSENSCHAFTENWirth - Gerweck - Potthoff

Anlage 3zum Gutachten

vom 21.05.2013

Projekt:

SG

= Sc

hürfg

rube

/ B =

Boh

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/ RK

= Ra

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g

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Klas

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tion

nach

DIN

18 19

6

Geo

logi

e

SG 1 1,5 g Schluff, tonig 22,2 Lösslehm

SG 3 1,6 g Schluff, tonig 20,7 46,0 20,0 26,0 1,0 st TM Fließerden2,5 g Schluff, tonig, schichtig 18,3 Gipskeuper

SG 8 1,5 g Ton, schluffig, organisch 48,8 Talablagerungen3,5 g Schluff, stark tonig 17,5 Gipskeuper

SG 9 1,2 g Schluff, tonig 22,9 Lösslehm

2,2 g Schluff, tonig und Tonsteinstücke 18,8 Fließerden

SG 12 1,5 g Schluff, tonig 18,5 Lösslehm2,5 g Schlufftonstein 14,6 Gipskeuper

.

Gärtringen Erschließung "Riedbrunnen II"

Ergebnisse der bodenmechanischen Laborversuche

2013-05-21T16:04:44+0200Dr. Hubert Gerweck

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INGENIEURGEOLOGISCH - BODENMECHANISCHES ......DIN 4124 ein Standsicherheitsnachweis erforderlich. Die übrigen Hinweise der DIN 4124 (z.B. un-belastete Böschungskronen) sind zu beachten