S-Bahn Rhein-Main I Nordmainische S-Bahn · Nordmainischen S-Bahn soll somit das Frankfurter S-Bahn-Netz mit der bereits bestehenden, süd lich des Mains geführten S-Bahn-Strecke

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DR. SPANG

INGENIEURGESELLSCHAFT FÜR BAUWESEN, GEOLOGIE UND UMWELTTECHNIK MBH

OB ProjektBau GmbH

Regionalbereich Mitte

Hahnstraße 52

60528 Frankfurt am Main

Projekt-Nr. Datei Diktat Büro Datum

28.2288 P2288B_Bf Hanau Hbf CSp/Sy Witten 20.12.2011

S-Bahn Rhein-Main I Nordmainische S-Bahn

Hanau Hbf. - Bahnsteige Strecken km 22,797 - km 23,196 (Strecke 3660)

Geotechnisches Gutachten

ANLAGE 12.9.6

Auftrag vom 03.04.2009

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

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

Niederlassungen: 09599 Freiberg/Sachsen, Halsbrücker Str. 34, Tel. (03731) 798789-0, Fax 798789-20, [email protected] 73734 Esslingen/Neckar, Weilstr. 29, Tel. (0711) 351 30 49-0, Fax 351 30 49-19, [email protected] 06618 Naumburg, Jakobsring 4a, Tel. (03445) 762-153, Fax (03445) 762-162, [email protected] 90441 Nürnberg, Waldaustraße 13, Tel. (0911) 964 5665-0, Fax (0911) 964 5665-5, [email protected]

Banken: Stadtsparkasse Witten, BLZ 452 500 35, Kto. 4911, Deutsche Bank AG, Witten, BLZ 430 700 24, Kto. 8139511

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Projekt: 28.2288 Seite 2 20.12.2011

INHALT SEITE

1. ALLGEMEINES 4

1.1 Projekt 4

1.2 Auftrag 4

1.3 Unterlagen 4

1.4 Untersuchungen 6 ( 1.4.1 Feldaufschlüsse 6

1.4.2 Hydrogeologische Feldversuche 7

1.4.3 Geotechnische Laborversuche 7

2. GEPLANTE BAUMASSNAHMEN 8

3. GEOTECHNISCHE SITUATION 9

3.1 Morphologie, Vegetation und aktuelle Nutzung 9

3.2 Baugrundaufbau 10

3.2.1 Geologischer Überblick 10

3.2.2 Schichtbeschreibung 10

3.3 Grundwasser 12

( 3.3.1 Allgemeines 12

3.3.2 Grundwasserstand und vorläufiger Bemessungswasserstand 12

3.3.3 Durchlässigkeiten 13

3.3.4 Grundwasserfließrichtung 14

3.3.5 Ergebnisse der hydrochemischen Grundwasseruntersuchungen 14

3.4 Geotechnische Besonderheiten 14

3.4.1 Lagerstätten und (Ait-)Bergbau 14

3.4.2 Tektonik 15

3.4.3 Erdbebengefährdung 15

3.4.4 Frosteinwirkungszone 15

3.4.5 Schutzgebiete 15

4. BODENKLASSIFIZIERUNG 16

P2288B_Bf Hanau Hbf_Rev1 .docx

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Projekt: 28.2288 Seite 3 20.12.2011

4.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke 16

4.2 Bodenkennwerte 16

4.3 Felsmechanische Kennwerte 17

5. FOLGERUNGEN 18

5.1 Gründung 18

5.2 Baugruben 21 ( 5.2.1 Allgemeines 21

5.2.2 Geböschte Baugrube 21

5.2.3 Verbaute Baugrube 24

5.3 Grundwasser 26

6. EMPFEHLUNGEN 27

6.1 Gründung 27

6.2 Baugruben 28

6.3 Wasserhaltung und Abdichtung 29

6.4 Wiederverwendbarkeit der Aushubböden 29

6.5 Sonstige Empfehlungen 30

( 7. ANLAGEN

Anlage 12.9.6.1 : Übersichtslageplan 1 : 25.000 (siehe Anlage 12.5)

Anlage 12.9.6.2: Amtliche Karten (siehe Anlage 12.5)

Anlage 12.9.6.2.1: Geologische Karte 1 : 25.000 (siehe Anlage 12.5)

Anlage 12.9.6.2.2: Hydrogeologische Karten 1 : 25.000 (siehe Anlage 12.5)

Anlage 12.9.6.2.3: Wasserschutzgebietskarte 1 : 25.000 (siehe Anlage 12.5)

Anlage 12.9.6.3: Lageplan, Hanau Hbf- Bahnsteige, 1 : 500 (1)

Anlage 12.9.6.4: Schnitt A-A, Bauwerk Hanau Hbf- Bahnsteige, 1 : 100 (1)

P2288B_Bf Hanau Hbf_Rev1.docx

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Projekt: 28.2288 Seite 4 20.12.2011

1. ALLGEMEINES

1.1 Projekt

Die DB Netz AG, vertreten durch die DB ProjektBau GmbH, plant den Neubau der "Nordmain

ischen S-Bahn". Die Nordmainische S-Bahn soll an das Bestandsnetz der Frankfurter S-Bahn in

der Nähe der Station Konstablerwache anschließen und über den Bahnhof Frankfurt/Main - Ost

zum HBF Hanau führen. Dabei soll die Streckenführung auf der nördlichen Mainseite, im Wesentli

chen in Bündelung mit der bestehenden Schnellbahnstrecke Frankfurt- Fulda, erfolgen. Mit der

Nordmainischen S-Bahn soll somit das Frankfurter S-Bahn-Netz mit der bereits bestehenden, süd

lich des Mains geführten S-Bahn-Strecke ergänzt werden.

ln diesem Zusammenhang ist geplant, die Bahnsteige 5/6, 7/8 und 9/101 des bestehenden Ha

nauer Hauptbahnhofs zwischen km 22,797 und 23,196 zu erneuern bzw. zu erweitern und die Zu

gänge zu den Bahnsteigen mit einem Personenaufzug zu ergänzen.

Das vorliegende Gutachten behandelt die geotechnischen Verhältnisse im Bereich des Hanauer

Hauptbahnhofs.

1.2 Auftrag

Die DB ProjektBau GmbH hat am 03.04.2009 der Dr. Spang Ingenieurgesellschaft für Bauwesen,

Geologie und Umwelttechnik mbH, den Auftrag erteilt, eine Baugrundbeurteilung und Gründungs

beratung zu erstellen.

1.3 Unterlagen

Es wurden die nachfolgend aufgeführten, vom AG zur Verfügung gestellten Unterlagen verwendet:


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Projekt: 28.2288 Seite 5 20.12.2011

[U 1] Deutsche Bahn AG, S-Bahn Rhein-Main, Nordmainische S-Bahn, Strecke Frankfurt/M

Ost - Hanau Baulos 16, 951220; Bericht No. 1, Baugrundgutachten; Prof.-lng. P.

Amann Consult GmbH, Mühltal, August 1997.

[U 2]

[U 3]

S-Bahn Rhein-Main, Nordmainische S-Bahn, Hanau Hauptbahnhof - Bahnsteige, La

geplan, Strecke 3685 km 71,170 - km 71 ,570 (Strecke 3660 km 22,797 - km 23, 196),

Plan-Nr.: VP 3310 HB LP 01 0, Planart Vorplanung; OB ProjektBau GmbH, Berlin,

10/2008.

S-Bahn Rhein-Main, Nordmainische S-Bahn, S- Bahn -Station Hanau Hauptbahn

hof, Querschnitt, Strecke 3685 km 71,170 - km 71,570 (Strecke 3660 km 22,797 - km

23,196), Plan-Nr.: VP 3310 HB QS 01 0, Planart Vorplanung; OB ProjektBau GmbH, Ber

lin, 10/2008.

[U 4] Geologische Karte von Hessen, Blatt Frankfurt a. M. Ost (5818), Karte 1 : 25.000 und

Erläuterungen; Hessisches Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden, 1993.

[U 5] Geologische Karte von Hessen, Blatt Hanau (5819), Karte 1 : 25.000 und Erläuterun

gen; Hessisches Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden, 1998.

[U 6] Wasserschutzgebietskarte von Hessen, Blatt Frankfurt a. M. Ost (5818), 1 : 25.000;

Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, 2006.

[U 7] Wasserschutzgebietskarte von Hessen, Blatt Hanau (5819), 1 25.000; Hessisches

Landesamt für Umwelt und Geologie, 2006.

[U 8] Geotechnisches Gutachten, S-Bahn Rhein-Main I Nordmainische S-Bahn, Strecke km

54,310 - km 71,900; Or. Spang Ingenieurgesellschaft für Bauwesen, Geologie und Um

welttechnik mbH, Witten, 25.01.2010.

[U 9] Geotechnisches Gutachten, S-Bahn Rhein-Main I Nordmainische S-Bahn Lph 3, Stre

cke km 54,310- km 71 ,900; Or. Spang Ingenieurgesellschaft für Bauwesen, Geologie und

Umwelttechnik mbH, Witten, 25.01.2010.


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Projekt: 28.2288 Seite 6 20.12.2011

[U 1 0] S-Bahn Rhein - Main, Nordmainische S-Bahn; Machbarkeitsuntersuchung; OB Pro

jektBau GmbH, Frankfurt, Oktober 2006.

[U 11] RIL 836, Erdbauwerke planen, bauen und instand halten, OB Netz, Deutsche Bahn

Gruppe, Fassung vom 01 .10.2008.

Außerdem werden die zum Zeitpunkt der Gutachtenerstellung eingeführten technischen Regelwer

ke und alle relevanten bahninternen Regelwerke verwendet, insbesondere die in Ril 836.0101 auf

geführten Regelwerke.

1.4 Untersuchungen

1.4.1 Feldaufschlüsse

Im Bereich des Hanauer Hauptbahnhofs wurden in der aktuellen Erkundungskampagne 9 Bohr

sondierungen (BS 08/29 bis BS 08/37) nach DIN 4021 abgeteuft. Zum Zeitpunkt der Erkundung

lag keine Planung vor. Es war zu diesem Zeitpunkt nicht bekannt, dass Baumaßnahmen an den

Zugangsbauwerken im Zuge des Umbaus des Hanauer Hauptbahnhofs geplant sind. Es wurde

( von einem Umbau der Bahnsteige ausgegangen. Die Endteufen der Bohrsondierungen lagen da

her zwischen 0,51 m und 3,0 m unter Bohransatzpunkt Die Bohransatzpunkte wurden zur Lei

tungserkundung bei gegebenem Verdacht vorlaufend zur Durchführung der Bohrungen bis in eine

Tiefe von 1,3 m vorgeschachtet Die Kerne wurden durch Mitarbeiter der Dr. Spang GmbH geo

technisch aufgenommen und gemäß DIN 18 196 und DIN 18 300 gruppiert bzw. klassifiziert. Die

Bohrergebnisse sind nach DIN 4022 und DIN 4023 in [U 8] dargestellt.

Aus dem Kerngewinn der Bohrsondierungen (BS) wurden gestörte Proben (G) für geotechnische

und umwelttechnische Laboruntersuchungen genommen. Die Entnahmetiefen sind der in [U 8]

beigefügten Schichtenverzeichnissen zu entnehmen. Die Analyseergebnisse der umwelttechni

schen Beprobung wurden FRS-MI zur weiteren Auswertung übergeben und sind nicht Gegenstand

dieses Gutachtens.


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Projekt: 28.2288 Seite 7 20.12.2011

Im näheren Umfeld bzw. zwischen den Bohrsondierungen wurden Sondierungen mit der schweren

Rammsonde (DPH 08/124 und DPH 08/129) nach DIN 4094-3 abgeteuft. Abbruchkriterium für die

DPH war das Erreichen der Solltiefe bzw. Schlagzahlen von N10 > 50 auf mindestens 30 cm Tiefe

in Folge. Die Rammdiagramme der DPH's (DPH 08/29 bis 08/37 sowie DPH 08/124 und DPH

08/129) sind in [U 8J enthalten.

Der Bereich südlich des Bauwerks wurde bereits in der Erkundung für die Machbarkeitsstudien

untersucht (siehe [U 1J). ln diesem Zusammenhang wurden 2 Kernbohrungen (BK 59 11 A und BK

59 11 B) bis in Tiefen von 3,50 munter Geländeoberfläche (GOF) abgeteuft.

Die Lage der Aufschlüsse ist in Anlage 12.9.6.3 dargestellt.

Alle Aufschlüsse wurden im Anschluss an deren Herstellung der Lage und Höhe nach auf das

Festnetz des AG sowie dem Landesnetz eingemessen. Die Lagekoordinaten (Rechts- und

Hochwert) und die Höhe wurden dabei mit einer Genauigkeit von ± 5 cm ermittelt. Die Einmessung

ist dabei mit einer Lageskizze dem jeweiligen Aufschluss vorangestellt und in [U 8] enthalten.

1.4.2 Hydrogeologische Feldversuche

Im Bereich des Hanauer Hauptbahnhofs wurden keine hydrogeologischen Feldversuche durchge

führt.

1.4.3 Geotechnische Laborversuche

Zur Bestimmung boden- und felsmechanischer Parameter wurden im Rahmen von [U 8J keine

geotechnische Laborversuche durchgeführt.


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Projekt: 28.2288 Seite 8 20.12.2011

2. GEPLANTE BAUMASSNAHMEN

Die geplante Trasse befindet sich in Hessen, nördlich des Mains zwischen Frankfurt und Hanau.

Sie ist unmittelbar südlich der bestehenden Bahnstrecke 3660 Frankfurt - Hanau geplant. Der Ha

nauer Hauptbahnhof befindet sich im südlichen Stadtgebiet der Stadt Hanau.

Nach [U 2] und [U 3] ist im Bereich des bestehenden Hanauer Hauptbahnhofs zwischen km 22,797

und 23,196 der Strecke 3660 der Ersatzneubau des Bahnsteigs 5/6 sowie eine Erweiterung der

Bahnsteige 7/8 und 9/101 geplant. Der bei ca. km 22,972 verlaufende Personentunnel bleibt be

stehen. Die bestehenden östlichen Zugangsbauwerke (Treppenanlagen) vom Personentunnel zu

den jeweiligen Bahnsteigen bleiben bestehen. Die Treppenanlage der westlichen Zugänge wird im

Zuge der Baumaßnahme rückgebaut und durch eine neue Treppenanlage in Verbindung mit einem

Personenaufzug ersetzt.

Nach [U 2] ist im Bereich des bestehenden Bahnsteigs 5/6 ein kompletter Ersatzneubau des

Bahnsteigs zwischen km 71,170 und 71 ,570 (Strecke 3685) geplant. Der Bahnsteig soll zukünftig

für die S-Nordmainische Bahn (Gleis 5) und für das ICE Überholgleis (Gleis 6) genutzt werden. Die

Schienenoberkanten sind in [U 2] bei km 71,170 mit ca. 106,44 m NHN angegeben. Die geplante

Bahnsteigoberkante liegt bei km 71,170 (Strecke 3685) bei ca. 107,19 m NHN und bei km 71,570

(Strecke 3685) bei ca. 107,09 m NHN. Der Bahnsteig ist mit einer Länge von 400 m und einer

Überdachung zwischen ca. km 71 ,215 und km 71,715 (Strecke 3685) geplant.

Im Bereich des bestehenden Bahnsteigs 7/8 ist nach [U 2] ein Gleis der zukünftigen Strecke 3685

im Bereich des derzeitigen Bahnsteigs geplant. Dieser muss zwischen ca. km 22,721 und 22,797

(Strecke 3660) komplett und zwischen ca. km 22,797 bis km 23,189 teilweise (südlichen Bereich)

rückgebaut werden. Der Bahnsteig soll zukünftig für den ICE Richtung Frankfurt (Gleis 7) und für

das ICE Richtung Fulda (Gleis 8) genutzt werden. Die Schienenoberkanten sind in [U 2] bei km

22,797 mit ca. 106,44 m NHN und bei km 23,196 mit ca. 106,32 m HN angegeben. Die geplante

Bahnsteigoberkante liegt bei km 22,797 (Strecke 3660) bei ca. 107,19 m NHN und bei km 23,196

(Strecke 3660) bei ca. 107,07 m NHN. Der Bahnsteig ist mit einer Länge von 400 m und einer

Überdachung zwischen ca. km 22,846 und km 23,075 (Strecke 3660) geplant.


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Projekt: 28.2288 Seite 9 20.12.2011

Nach [U 2] ist im Bereich des bestehenden Bahnsteigs 101 eine Erweiterung des Bahnsteigs ge

plant. Für den Nahverkehr von und nach Aschaffenburg wird der nördliche Bereich um einen

Bahnsteig für Gleis 9 erweitert. Der bestehende Bahnsteig 101 wird ca. zwischen km 22,912 und

23,038 (Strecke 3660) komplett rückgebaut und durch einen Neubau mit einer Erweiterung um

Bahnsteig 9 neu hergestellt. Zwischen ca. km 22,780 und 22,912 wird der bestehende Bahnsteig

teilweise ersetzt. Die Schienenoberkanten sind in [U 2] im Bereich des Bahnsteigs mit ca. 106,32

m NHN und die geplante Bahnsteigoberkante mit ca. 106,78 m NHN. Der Bahnsteig ist mit einer

Länge von264m und einer Überdachung zwischen ca. km 22,950 und km 22,998 (Strecke 3660)

geplant.

Nach [U 2] sind die zukünftigen westlich des Personentunnels liegenden Zugangsbauwerke zu

den jeweiligen Bahnsteigen (5/6, 7/8 und 9/101) mit jeweils einem Treppenaufgang mit einer Nut

zungsbreite von 2,4 m und einem Personenaufzug mit einer Schachtbreite von 2,15 m x 2, 75 m

geplant.

Die nach [U 3] vorgesehenen Gründungstiefen für die Bahnsteige liegt ca. 0,78 m u SO, d.h. bei

ca. 105,54 m NHN. Zur Gründung der Bahnsteigüberdachungen sind Einzelfundamente geplant.

Die Gründungstiefe der Zugangsbauwerke bzw. des bestehenden Personentunnels geht aus [U 3]

nicht hervor, sie wird auf Höhe der UK Empfangshalle, d.h. ca. 8,75 m u SO bei ca. 97,75 m NHN

angenommen.

3. GEOTECHNISCHE SITUATION

3.1 Morphologie, Vegetation und aktuelle Nutzung

Die Trasse durchläuft im Bereich des Hanauer Hauptbahnhofs städtischen Siedlungsraum der

Stadt Hanau, der Abstand zum südwestlich gelegenen Main beträgt etwa 1 km; der Fluss Kinzig

verläuft nordwestlich der Baumaßnahme in einem Abstand von ca. 2 km. Das Gelände ist relativ

eben mit Geländehöhen zwischen 107,7 m NHN und 106,84 m NHN. Im Randbereich des geplan

ten Bauwerks sind Grünflächen mit Baumbestand vorhanden. Im gesamten Bauwerksbereich sind


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Projekt: 28.2288 Seite 10 20.12.2011

Bestandsgebäude, -gleise und -bahnsteige in unmittelbarer Nähe der neu zu errichtenden Bau

werke vorhanden.

3.2 Baugrundaufbau

Der Unterlage [U 8] ist zu entnehmen, dass das Bauwerk im Homogenbereichen G liegt. Die

Schichtenfolge im Homogenbereich G baut sich nach [U 8] aus Auffüllungen (Schicht 1.1) über

dem Pliozän (limnisch-fluviatile Wechsellagerung der Schicht 11.1) auf. Im Bauwerksbereich sind

über dem Pliozän meist Sande und Kiese der Mainterrasse (Schicht 1.4) zwischengeschaltet

3.2.1 Geologischer Überblick

Ein ausführlicher geologischer Überblick der im Baugebiet zu erwartenden Schichten ist [U 8] zu

entnehmen.

3.2.2 Schichtbeschreibung

Bei der durchgeführten Baugrunderkundung im Nahbereich des geplanten Bauwerks sind im We

sentlichen folgende Bodenschichten angetroffen worden.

Auffüllungen (Schicht 1.1 ),

Sande und Kiese der Mainterrasse (Schicht 1.4),

Pliozän (limnisch-fluviatile Wechselfolge) (Schicht 11.1 ).

Auffüllung (Schicht 1.1)

Auffüllungen wurden je nach Lage im Gelände und Höhenlage des Bohransatzpunktes mit

Mächtigkeiten zwischen 0,60 mundmindestens 3,0 m u. GOF (BS 08/31) erbehrt Hauptbestand

teil der Auffüllungen sind Gleisschotter. Die Auffüllungen sind meist locker bis mitteldicht gelagert.


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Projekt: 28.2288 Seite 11 20.12.2011

Terrassenablagerungen (Schicht 1.4)

Durch ihre Verbreitung bilden die Terrassensande und Kiese in bauwerksrelevanter Tiefe die do

minierende Bodenart im Projektgebiet

Nach den Ergebnissen der Sondierungen BS 08/37 kann die Schicht im Bauwerksbereich eine

Mächtigkeit von 1,9 m erreichen. Bei dieser Bohrung wurde bis zur Endteufe von 3,0 m die

Liegendgrenze der Sande und Kiese der Mainterrasse nicht erreicht. Die Hangendgrenze liegt zwi

schen 106,7 m NHN und 105,39 m NHN. Die Sande und Kiese der Mainterrasse bestehen über

wiegend aus fein- bis grobsandigem Mittelsand, tlw. schluffig bzw. kiesig. Die Lagerungsdichte der

Terrassensedimente ist in der Regel mitteldicht bis sehr dicht.

Pliozän (limnisch-fluviatile Wechselfolge) (Schicht 11.1)

Die limnisch fluviatil abgelagerten Schichten des Pliozäns wurden in dem Streckenabschnitt in al

len Bohrungen (außer BS 08/34 uns BS 08/57) aufgeschlossen. Die Hangendgrenze liegt im Bau

werksbereich zwischen 105,39 m NHN und mindestens 104,87 m NHN. Die Gesamtmächtigkeit

der Pliozänschichten wurde nicht erkundet, da die Liegendgrenze in keiner Bohrung angetroffen

wurde. Die Endteufe der BS 08/32 betrug 3,0 m (103,79 m NHN), d.h. das Pliozän mit einer Mäch

tigkeit von mindestens 1,6 man.

ln den Bohrungen wurden die pliozänen Sedimente als Wechsellagerung von bindigen und rol

ligen Schichtgliedern aufgeschlossen.

Die bindigen Teile der Pliozänschichten bestehen meist aus sandigem Schluff bzw. schluffigem

Ton. Die rolligen Schichtglieder bestehen hingegen aus schluffigen Feinsanden. Organischen

Seimengungen sind in den bindigen, wie auch in den rolligen Schichten anzutreffen. Sowohl bindi

ge wie auch rolligen Schichtglieder wurden angetroffen [U 8]. Nach [U 1] haben die bindigen

Schichten eine steife bis halbfeste, örtlich weiche Konsistenz. Die rolligen Schichten sind dicht

gelagert [U 1 ].


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Projekt: 28.2288 Seite 12 20.12.2011

3.3 Grundwasser

3.3.1 Allgemeines

Die hydrogeologischen Verhältnisse sind im Projektgebiet maßgeblich von dem nahe gelegenen

Vorfluter, insbesondere dem Main aber auch der Kinzig geprägt.

l Den obersten, für das geplante Bauwerk relevanten Grundwasserleiter, bilden die gut durchlässi

gen bis sehr gut durchlässigen Sande und Kiese der Mainterrasse (Schicht 1.4). Nach [U 8] ist im

Projektgebiet mit geringen Grundwasserflurabständen (< 5 m) zu rechnen. Die Grundwasserfließ

richtung ist im obersten Grundwasserstockwerk in der Regel auf den Vorfluter Main bzw. Kinzig hin

gerichtet und im Projektgebiet somit in Richtung Süden bis Südwesten (Main) und Norden bis

Nordwesten (Kinzig).

(

3.3.2 Grundwasserstand und vorläufiger Bemessungswasserstand

Die Auswertung der Grundwasserstände in [U 1] und [U 8] zeigt, dass der Grundwasserspiegel in

den Schichten des Pliozän (Schicht 11.1) angetroffen wurde. Der Grundwasserspiegel wurde wäh

rend der Erkundungen in den Bohrsondierungen nicht angetroffen.

Der vorläufige Bemessungswasserspiegel für den Endzustand wird nach [U 8] auf dieser Basis

zunächst aus dem bislang höchsten nachgewiesenen Grundwasserstand zuzüglich eines Sicher

heitsabstands von 1,0 m ermittelt. Der Bemessungswasserstand entspricht etwa einem Wasser

stand mit 1 00-jähriger Eintrittswahrscheinlichkeit Der bauzeitige Bemessungswasserstand ergibt

sich aus derselben Betrachtung allerdings unter Berücksichtigung eines Sicherheitsabstands von

0,5 m.

Die vorläufigen Bemessungswasserstände für das Bauwerk (km 22,797 - 23, 196) ergeben sich

nach [U 8] zu: 101 ,0 m NHN für den Bemessungswasserstand im Endzustand und 100,5 m NHN

für den bauzeitigen Bemessungswasserstand.


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Projekt: 28.2288 Seite 13 20.12.2011

Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Festlegungen um vorläufige Festlegungen han

delt. Aufgrund der bislang vorliegenden geringen Datenbasis ist eine weitere Beobachtung des

Grundwasserstands erforderlich. Die Grundwasserstände werden daher zunächst für einen Zeit

raum von 5 Jahren in wöchentlichem Turnus weiter gemessen. Die

Grundwasserstandsmessungen sind durch den Fachgutachter auszuwerten. Auf Basis dieser Er

gebnisse sind die vorläufig festgelegten Bemessungswasserstände zu kontrollieren und ggf. anzu

passen.

3.3.3 Durchlässigkeiten

Für die Bestimmung der Durchlässigkeit wurden im gesamten Streckenabschnitt insgesamt 5

Kurzpumpversuche und 1 Langzeitpumpversuch sowie 8 Absenk-tAuffüllversuche im Zuge der

Grundwasserprobennahme in zu Grundwassermessstellen ausgebauten Bohrlöchern durchge

führt. Zusätzlich werden zur Bewertung der Durchlässigkeiten die geotechnischen Laborversuche

(Durchlässigkeitsversuche, Kornverteilungen) herangezogen (vgl. [U 8]). Ergänzend werden die

Angaben in [U 1] herangezogen.

Die Durchlässigkeiten für die angetroffenen Bodenschichten können als Bandbreiten nach den

( ausgeführten Pumpversuchen, den Laborversuchen und den Unterlagen [U 1] und [U 8] gemäß

Tabelle 3.3.3-1 angesetzt werden.

1.4

II .1

Sande und Kiese der Mainterrasse

Pliozän, rollig

Pliozän, bind·

Tabelle 3.3.3-1: Durchlässigkeitsbeiwerte


5 X 10·5 bis 5 X 10-3

1 X 10-4 bis 1 X 10-3

1 X 10-9 bis 1 X 10-7

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Projekt: 28.2288 Seite 14 20.12.2011

3.3.4 Grundwasserfließrichtung

Die Grundwasserfließrichtung ist in der Regel auf den Vorfluter Kinzig bzw. Main hin gerichtet und

im Projektgebiet somit in Richtung Süden bis Südwesten (Main) und Norden bis Nordwesten (Kin

zig).

ln den Hauptgrundwasserleiter, den Sanden und Kiesen der Mainterrasse, kann von Grundwas-

( serabstandsgeschwindigkeiten von Va = 1 x 1 o-7 m/s bis 1 x 104 m/s ausgegangen werden.

3.3.5 Ergebnisse der hydrochemischen Grundwasseruntersuchungen

Aufgrund der in [U 8] gemachten Untersuchungen der hydrochemischen Eigenschaften wurde das

Grundwasser im relevanten Projektgebiet entsprechend den Analyseergebnissen nach DIN 4030

als nicht Beton angreifend klassifiziert.

Untersuchungen bezüglich der Stahlaggressivität nach DIN 50 929 im Umfeld ergaben, dass ein

sehr geringer Angriffsgrad für unlegierte Stähle bezüglich der Mulden- und Lochkorrosion an

der Wasser-/Luftgrenze vorliegt. Die Gefährdung bezüglich der Flächenkorrosion von unlegierten

( Stählen ist als sehr gering zu bewerten.

3.4 Geotechnische Besonderheiten

3.4.1 Lagerstätten und (Ait-)Bergbau

Nach [U 8] ist das geplante Bauwerk nicht direkt von (Alt-) Bergbau oder Gewinnungsanlagen der

Steine und Erden betroffen. Eine ausführliche Dokumentation o. g. Lagerstätten ist [U 8] zu ent

nehmen.


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Projekt: 28.2288 Seite 15 20.12.2011

3.4.2 Tektonik

[U 8] ist zu entnehmen, dass das Bauwerk von keiner Störungszone tangiert wird.

3.4.3 Erdbebengefährdung

Das Mainzer Becken gehört zu den tektonisch aktiven Gebieten in Deutschland. Erdbeben sind

durch die Schollenverschiebungen regelmäßig zu beobachten. Es handelt sich allerdings um rela

tiv häufige Beben mit vergleichsweise geringen Stärken.

Nach DIN 4149 (2005-04) liegt das Bauwerk in der Erdbebenzone 0. Es ist daher von einem Inten

sitätsintervall 6,0 s I < 6,5 auszugehen. Das Projektgebiet ist in die geologische Untergrundklasse

S (Gebiete tiefer Beckenstrukturen mit mächtiger Sedimentfüllung) einzugruppieren.

3.4.4 Frosteinwirkungszone

Nach Ril 836.0501 liegt das Bauwerk im Frosteinwirkungsgebiet II.

3.4.5 Schutzgebiete

Das Bauwerk liegt nach den Fachdaten des Bundesamts für Naturschutz (LANIS-BUND) sowie

[U 8] in keinem ausgewiesenen Schutzgebiet.


(

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Projekt: 28.2288 Seite 16 20.12.2011

4. BODENKLASSIFIZIERUNG

4.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke

Nach den Erkundungsergebnissen, den Feld- und Laboruntersuchungen sowie den Archivunterla

gen lassen sich die im Projektgebiet zu erwartenden Böden wie folgt geotechnisch klassifizieren.

tlw. 6-7

Sande und Kiese der SE, SW, SI, SU, GE, 1.4 3-5 F 1 V1

Mainterrasse GW, GI, GU

Pliozän, roll ig SW, SI, SU, SU* 3-4 F1-F2 V1 - V2 11. 1

Pliozän, bindig UL, UM, UA 3- 5 (2) 3) F3 V3

1) Nach ZTVE StB 94/97, Tab. 1 (F1 nicht frostempfindl ich, F3 sehr frostempfindlich).

Nach ZTVA-StB 06, Tab. 2 (V1 = verdichtbar, V3 =schwer verdichtbar). 2)

3) Der angegebene Boden kann bei Wassersättigung infolge Störung der Lagerung in Bodenklasse 2 nach

DIN 18 300 übergehen.

Tabelle 4.1-1: Bodenklassifizierung

4.2 Bodenkennwerte

Auf der Basis der ausgeführten Laborversuche, von Archivunterlagen und von umfangreichen Er

fahrungen mit den im Projektgebiet anstehenden Böden lassen sich die in Tabelle 4.2-1 zusam

mengestellten Bandbreiten der Bodenkennwerte als Rechenwerte angeben. Die Rechenwerte gel

ten für das Baugrundmodell gemäß DIN 4020. Lokale Abweichungen sind möglich. Bei den ange-


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Projekt: 28.2288 Seite 17 20.12.2011

gebenen Kennwerten handelt es sich um charakteristische Werte nach dem Teilsicherheitskonzept

gemäß DIN 1054 (01/2005).

1.1 Auffüllungen 18-20 8-10 25-30 0 0 5-8

Sande und Kiese 1.4 18-20 9-10 30-32,5 0 0 40-80

der Mainterrasse

Pliozän

11.1 a) rollig 18- 19 8-9 30 0 0 40-80

b) bindig 19-20 9- 10 22,5 20 80 10-20

1) Ermittlung des Steifemoduls Es,k für den Laststeigerungsbereich 0 bis 300 kN/m2

Tabelle 4.2-1: Charakteristische Bodenkennwerte

4.3 Felsmechanische Kennwerte

Im Baufeld wurde in gründungsrelevanter Tiefe kein Fels erkundet.

P22888_8f Hanau Hbf_Rev1 .docx

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Projekt: 28.2288 Seite 18 20.12.2011

5. FOLGERUNGEN

5.1 Gründung

Die Bahnsteige des Hanauer Hauptbahnhofs sollen nach [U 3] als Flachgründungen ausgeführt

werden. Genaue Angaben zur Gründungstiefen für die Bahnsteige sowie deren jeweilige Zu

gangsbauwerke sind [U 3] nicht zu entnehmen. Die Gründungssohlen werden bei ca. 0, 78 m unter

( SO (Bahnsteige) bzw. 8,57 m u SO (Zugangsbauwerke) angenommen.

(

Die Gründungstiefe der Bahnsteige liegt bei ca. 105,54 m NHN in den limnisch fluviatilen Wech

selfolgen des Pliozän (Schicht 11.1). Nach Auswertung der Erkundungsergebnisse weist die

Schicht 11.1 im Bauwerksbereich eine mittlere Tragfähigkeit auf. Aufgrund des bindigen Anteil des

Pliozän ist ein Bodenaustausch bis mindestens 0,3 munter Gründungssohle durch ein gut verdich

tungsfähiges Material (z.B. HKS 0/45) mit einer Sieblinie entsprechend Kies-/ Schotter

tragschichten 0/45 gemäß ZTV SoB-StB 04 notwendig. Das Pliozän ist nach dem Bodenaustausch

für eine Gründung der Bahnsteige geeignet.

Die Treppenanlagen sowie die Personenaufzüge (Zugangsbauwerke) werden nach [U 3] voraus

sichtlich auf Niveau der UK Eingangshalle 97,75 m NHN gegründet. Die Gründungssohle liegt

ebenfalls in den in den limnisch fluviatilen Wechselfolgen des Pliozän (Schicht 11.1 ). Nach Auswer

tung der Erkundungsergebnisse weist die Schicht 11.1 im Bauwerksbereich eine mittlere Tragfähig

keit auf. Aufgrund des bindigen Anteil des Pliozän ist ein Bodenaustausch bis mindestens 0,3 m

unter Gründungssohle durch ein gut verdichtungsfähiges Material (z.B. HKS 0/45) mit einer Siebli

nie entsprechend Kies- I Schottertragschichten 0/45 gemäß ZTV SoB-StB 04 notwendig. Das Plio

zän ist nach dem Bodenaustausch für eine Gründung der Zugangsbauwerke geeignet.

Die Bauwerke können somit unter Berücksichtigung der o.a. Empfehlungen voraussichtlich (Lasten

liegen derzeit noch nicht vor) flach gegründet werden.

Die Bahnsteige der S-Bahn-Station können grundsätzlich entweder über Streifenfundamente oder

über eine lastverteilende Bodenplatte nach einem Bodenaustausch bis mindestens 0,3 m unter

Gründungssohle im Pliozän gegründet werden. Für Streifenfundamente kann in Abhängigkeit von

der Breite der Fundamente und der Einbindetiefe ein aufnehmbarer Sohldruck gemäß Tabelle 5.1-


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Projekt: 28.2288 Seite 19 20.12.2011

1 angesetzt werden. Die Setzungen wurden dabei auf ein Maximalmaß von 2 cm begrenzt. Der

angegebene aufnehmbare Sohldruck berücksichtigt einen Bodenaustausch von 0,3 m im Bereich

des Pliozäns sowie die Lage der Gründung über dem Grundwasser. Die Einbindetiefe muss min

destens der Fundamentbreite und mindestens 0,8 m entsprechen. Wenn eine kleinere

Einbindetiefe gewählt werden soll, ist der rechnerische Nachweis der Grenzzustände GZ 1 B und

GZ 2 zu führen.

Tabelle 5.1-1: Aufnehmbarer Sohldruck für Streifenfundamente nach Dl N 1054 unter mittiger,

lotrechter Belastung im Bodenaustauschmaterial und Gründungssohle über

Grundwasser

Die Zugangsbauwerke der S-Bahn-Station können grundsätzlich entweder über Streifenfunda

mente oder über eine lastverteilende Bodenplatte nach einem Bodenaustausch bis mindestens

0,3 m unter Gründungssohle im Pliozän gegründet werden. Für Streifenfundamente kann in Ab

hängigkeit von der Breite der Fundamente und der Einbindetiefe ein aufnehmbarer Sohldruck ge

mäß Tabelle 5.1 -2 angesetzt werden. Die Setzungen wurden dabei auf ein Maximalmaß von 2 cm

begrenzt. Der angegebene aufnehmbare Sohldruck berücksichtigt einen Bodenaustausch von

0,3 m im Bereich des Pliozäns sowie die Lage der Gründung im Grundwasser. Die Einbindetiefe

muss mindestens der Fundamentbreite und mindestens 0,8 m entsprechen. Wenn eine kleinere

Einbindetiefe gewählt werden soll, ist der rechnerische Nachweis der Grenzzustände GZ 1 B und

GZ 2 zu führen.


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Projekt: 28.2288 Seite 20 20.12.201 1

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1,0 210 160 120 105 90 80

Tabelle 5.1-2: Aufnehmbarer Sohldruck für Streifenfundamente nach DIN 1054 unter mittiger,

lotrechter Belastung im Bodenaustauschmaterial und Gründungssohle im

Grundwasser

Für die Stützen der Bahnsteigüberdachung sind nach [U 3] Einzelfundamente vorgesehen. Für

quadratische Einzelfundamente auf einem 0,30 m starken Schotterpolster kann ein aufnehmbarer

Sohldruck gemäß Tabelle 5.1-3 angesetzt werden. Die Einbindetiefe der Fundamente ist als Diffe

renzbetrag ab OK Schotter der Gleisanlage bis UK Fundament zu bestimmen. Die angegebenen

Sohldrücke gelten für eine mittige, lotrechte Belastung; das Verhältnis der Verkehrslasten zu den

Gesamtlasten wurde mit 0,5 angenommen.

0,5 200 330 280 250 220

1,0 270 370 360 310 270 240

1,5 340 440 390 340 290 260

2,0 400 500 420 360 310 280

Tabelle 5.1-3: aufnehmbarer Sohldruck für quadratische Einzelfundamente auf einem 0,3 m

starken Schotterpolster

Für eine Fundamentplatte zur Gründung der Bodenplatte des Zugangsbauwerks sowie des Bahn

steigs kann auf einen entsprechenden Bodenaustausch (d > 0,3 m) des Pliozän ein Bettungsmodul

von ks.k = 15,0 MN/m3 angesetzt werden. Der Bettungsmodul ist keine Bodenkenngröße sondern

ist insbesondere von den Bauwerksabmessungen und der Laststellung abhängig. Insofern handelt


(

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Projekt: 28.2288 Seite 21 20.12.2011

es sich bei o. g. Bettungsmodul um einen aus den erwarteten, gleichmäßig verteilten Lasten abge

leiteten Wert, der im Zuge der Planung zu überprüfen ist.

5.2 Baugruben

5.2.1 Allgemeines

Voraussichtlich werden die Bahnsteige und Zugangsbauwerke des Hanauer Hauptbahnhofs in

mehreren Bauabschnitten errichtet.

Für die Gründung der Bahnsteige wird die Baugrubensohle (UK Bodenaustausch) bei 105,24 m

NHN liegen, d.h. ca. 4,74 m über dem bauzeitigen Bemessungsstand.

Für die Herstellung der Zugangsbauwerke (Treppen und Personenaufzüge) ist ein Bodenaus

tausch des Pliozäns bis mindestens 0,3 m unter Gründungssohle notwendig. Die Baugrubensohlen

bzw. UK Bodenaustausch werden daher bei ca. 97,45 m NHN, d.h. ca. 3,05 m unter dem bauzeiti

gen Bemessungsstand liegen. Diese Baugrube kann nur entweder im Zuge einer Grundwasserab

senkung oder mit einer wasserdichten Baugrubenumschließung hergestellt werden .

5.2.2 Geböschte Baugrube

Eine geböschte Baugrube ist nur oberhalb des Grundwasserspiegels möglich. ln den anstehen

den, rolligen Auffüllungen können die Baugrubenböschungen mit 45° hergestellt werden. Zur Ver

meidung von Erosion und Austrocknung sind die Baugrubenböschungen mit Baufolie abzudecken.

Die Maßgaben in DIN 4124 sind zu beachten. Aufgrund der der örtlichen Nähe von genutzten

Schienenwegen bzw. der Bahnhofseinrichtungen können die Baugruben voraussichtlich nicht ge

böscht, sondern nur verbaut ausgeführt werden.

Zur Überwindung des bauzeitlichen Geländesprungs zwischen der Bestandsstrecke und der Bau

grubensohle sind mehrere Verfahren möglich. Details zu Sicherungsmaßnahmen im Nahbereich


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Projekt: 28.2288 Seite 22 20.12.2011

von Gleisen regelt die Ril 836.4305. Die genannte Richtlinie fordert grundsätzlich, dass während

der Bauarbeiten im Nahbereich von Eisenbahnstrecken

• im Baugleis die Arbeitssicherheit der Bauarbeiter und

• im Betriebsgleis die Betriebssicherheit des Eisenbahnverkehrs

gewährleistet ist. Dazu muss bautechnisch der temporäre Geländesprung so gesichert werden,

• dass der Querverschiebewiderstand ausreichend groß ist und somit die Lagestabilität

(Verwerfungssicherheit) des lückenlosen Gleises im Sinne der Oberbauberechnung ge

währleistet ist und

• dass die Standsicherheit des Geländesprungs gewährleistet ist und somit ein Abrut

schen des Vor-Kopf-Schotters bzw. des angeschnittenen Bodens unzulässig große Ein

senkungen bzw. Schiefstellung des Betriebsgleises ausgeschlossen werden.

ln Ril 836.4305, Kapitel 2 regelt Bild 1 die geometrische Abgrenzung der Sicherungsmaßnahme

bei temporären Geländesprüngen im Nahbereich zu Gleisen (siehe Abb. 5.2.2-1 ). Es werden 3

Bereiche ausgewiesen, auf deren Grundlage die erforderlichen Maßnahmen zur Sicherung des

Geländesprungs festgelegt werden. Als Randbedingung für die Bereichsabgrenzung regelt die Ril

( die zulässige Betriebsgeschwindigkeit (:5 90 km/h) und stellt Bedingungen an den Halbdurchmes

ser in Verbindung mit dem gelten folgende Maßgaben:

Im Bereich 1 kann frei geböscht werden, ohne dass eine konstruktive Maßnahme erforderlich

wird. Als Böschungswinkel sind 35° angegeben. Es sind aber die Vorgaben der Module 800.0130

hinsichtlich Vor-Kopf-Schotter-Breite und der Module 836.0506 und 836.0507 bzgl. Neigung und

Höhe der Dammböschungen einzuhalten.

Sobald in Bereich 2 eingegriffen wird, ist eine Stützung erforderlich. Es treten in diesem Bereich

zwar noch keine Belastungen aus dem Eisenbahnverkehr auf, es werden aber aus dem Verkehr

Erschütterungen eingetragen. Die Sicherung kann konstruktiv erfolgen; es sind noch keine Nach

weise des Grenz- und Gebrauchszustandes nach Modul 836.2001 zu erbringen.


(

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Projekt: 28.2288 Seite 23 20.12.2011

Wenn der Bodenaushub im Bereich 3 vorgenommen wird, ist der Geländesprung durch einen

Verbau zu sichern, da in diesem Bereich Belastungen aus dem Eisenbahnverkehr und dem Bau

betrieb auftreten. Es sind in diesem Fall auch Nachweise des Grenz- und Gebrauchszustandes

nach Modul 836.2001 zu erbringen (vgl. Kapitel 5.2.3).

Die in Abb. 5.2.2-1 angegebene Mindestschotterbreite vor Schwellenkopf (Vor-Kopf-Schotter) ge

mäß Modul800.0130, Tabelle 5 beträgt x = 40 cm bei einer Betriebsgeschwindigkeit v ~ 160 km/h.

Bild 1 Geometrische Abgrenzung der Sicherungsmaßnahmen bei temporären Geländesprüngen im Nahbereich zu Gleisen

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Abbildung 5.2.2-1: Geometrische Abgrenzung der Sicherungsmaßnahmen [U 11]

Die geologischen und hydrologischen Verhältnisse werden im vorliegenden Fall für die Herstellung

der Bahnsteige mit Bezug auf Ril 836.4305, Abs (4) nicht als ungünstig eingeschätzt.


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Projekt: 28.2288 Seite 24 20.12.2011

5.2.3 Verbaute Baugrube

Die voraussichtliche Aushubsohle für die Bahnsteige (UK Bodenaustausch) liegt mit

105,24 m NHN ca. 4,24 m über dem Bemessungswasserspiegel Endzustand und ca. 4, 7 4 m über

dem Bemessungswasserstand Bauzustand. Zur Herstellung der Baugrube ist daher kein wasser

dichter Verbau notwendig.

Die voraussichtliche Aushubsohle (UK Bodenaustausch) der Zugangsbauwerke liegt mit ca.

97,45 m NHN ca. 3,05 m unter dem bauzeitigen BemessungswasserspiegeL Zur Herstellung der

Baugrube ist daher ein wasserdichter Verbau der Baugrube notwendig, wenn keine Grundwasser

absenkung durchgeführt wird.

Ein wasserdichter Verbau der Baugrube (Zugangsbauwerke) kann mit einer Sahlabdichtung unter

halb des bauzeitigen Bemessungswasserspiegels mit einer (ggf. rückverankerten) UW-Betonsohle

herstellt werden.

Sofern eine UW-Betonsohle nicht genügend Auflast aus Eigengewicht aktivieren kann, muss eine

Rückverankerung (z. B. Verpresspfähle) vorgesehen werden. Für auf Zug belasteten

Verpresspfähle zur Rückverankerung einer Unterwasserbetonsohle kann nach DIN 1054 und EA

( Pfähle ein charakteristischer Wert der Mantelreibung in dem bindigen und rolligen Schichten des

Pliozäns (Schicht 11.1) von q51 ,k = 100 kN/m2 angesetzt werden.

Für den vertikalen Verbau der Baugrube kommen als Verbauwände grundsätzlich Bohrträgerwän

de (nicht für wasserdichten Verbau anwendbar), Spundwände, Schlitzwände und überschnittene

Bohrpfahlwände zur Anwendung. ln einem Vergleich der gebräuchlichen Ausführungen der einzel

nen Verbauarten hinsichtlich ihrer Verformungen senkrecht zur Wandachse nehmen die Verfor

mungen in folgender Reihenfolge ab: Bohrträgerwand, Spundwand, Schlitzwand, Bohrpfahlwand.

Um die Standsicherheit hoher Verbauwände oder einen verformungsarmen Zustand zu gewähr

leisten, sind allgemein Aussteifungen bzw. Rückverankerungen vorzusehen.

Bohrträgerwände (nicht als wasserdichter Verbau ausführbar) bestehen aus i. d. R: in Bohrlöcher

eingestellte Stahlprofile zwischen die im Zuge des Aushubs sukzessive eine Ausfachung aus Holz,


(

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Projekt: 28.2288 Seite 25 20.12.2011

Stahl oder Spritzbeton eingebaut wird. Bohrträgerwände können oberhalb des Grundwasserspie

gels vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden.

Grundsätzlich ist eine Spundwand als wasserdichter Baugrubenverbau ausführbar. Aufgrund des

tlw. hohen Rammwiderstandes der anstehenden Auffüllungen (Schicht 1.1) bzw. der anstehenden

Terrassensedimente sind ggf. Rammhilfen (Niederdruckspülung, Hochdruckspülung, Entspan

nungsbohrungen vor Rammbeginn) erforderlich. Im Pliozän ist mit schwerster Rammbarkeit bis

nicht rammbar zu rechnen. Im Pliozän wird voraussichtlich ein vorbohren erforderlich.

Schlitzwände sind Wände aus Beton oder Stahlbeton im Untergrund mit statischer und wasser

abdichtender Funktion. Sie werden in flüssigkeitsgestützten Schlitzen im Boden nach dem

Kontrakterverfahren mit üblichen Wanddicken zwischen 0,4 m und 1 ,2 m hergestellt. Mit einer

Schlitzwand können Tiefen von über 100 m erreicht werden. Die Ausführung einer Schlitzwand ist

für die herzustellenden Baugruben technisch anwendbar. Es wird darauf hingewiesen, dass für

Schlitzwände im Druckbereich von Eisenbahnstrecken (Lage direkt neben den Bestandsgleisen)

eine UiG und ZiE erforderlich ist. Die Ausführung von Schlitzwänden ist daher aus geotechnischer

Sicht nicht geeignet.

Bei Bohrpfahlwänden, die Wasserdruck aufnehmen sollen, werden überschnittene Bohrpfähle

ausgeführt. Sie werden mit Pfahldurchmessern von 0,3 m bis 1,5 m ausgeführt. Die maximale Tie

fe liegt aufgrund der Wirtschaftlichkeit und der Genauigkeitsanforderungen im Allgemeinen bei

etwa 25,0 m. Eine überschnittene Bohrpfahlwand ist für den Verbau der untersuchten Baugruben

geeignet.

Der Verbau muss voraussichtlich rückverankert oder ausgesteift werden. Für eine Rückveranke

rung der Verbauwand können Verpressanker verwendet werden. Falls die Ankerstrecken im z.T.

bindigen Pliozän liegen sollten, kann ein charakteristischer Wert der Mantelreibung in dem bindi

gen Schichten (Schicht 11.1) von qs.k= 150 kN/m2 (ohne Nachverpressen) bzw. qs,k= 200 kN/m2 (mit

doppeltem Nachverpressen) angesetzt werden. Wenn Sande und Kiese der Mainterrasse anste

hen sollten die Verpressstrecken in den Sanden und Kiesen (Schicht 1.4) liegen. ln den z. T. fein

sandigen Böden der Schicht 1.4 ergibt sich bei mitteldichter Lagerung und einer Krafteintragungs

länge von 6 m ein charakteristischer Widerstand von etwa 430 kN/Anker. Eine Anordnung der

Verpressstrecken in den Auffüllungen ist nicht möglich.


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Projekt: 28.2288 Seite 26 20.12.2011

Die bodenmechanischen Rechenwerte für die Standsicherheitsberechnungen können Tabelle 4.2-

1 entnommen werden. Für die Bemessung der Verbauwand darf der Wandreibungswinkel für

Spundwände und Bohrpfahlwände höchstens mit l8a~pl = 2/3 cpk' angesetzt werden, für Schlitzwän

de höchstens mit l8atpl = 1/2 cpk'.

Die Verbauwand ist aufgrund der Lage neben den Bestandsgleisen als verformungsarme

Verbauwand herzustellen. Verbauwände sind bei im Boden befindlichen Versorgungsleitungen

und/oder bei der Sicherung der bestehenden Eisenbahnstrecken und von Verkehrswegen auf er

höhten aktiven Erddruck (0,5 x ea,h + 0,5 x eo.h) zu bemessen.

5.3 Grundwasser

Die Grundwasserhöchststände sind für das Bauwerk nach [U 8] mit 101,0 m NHN für den Endzu

stand, bzw. 100,5 m NHN für den Bauzustand anzusetzen.

Für die Herstellung der Bahnsteige liegt die voraussichtliche Aushubsohle (UK Bodenaustausch)

mit 105,24 m NHN ca. 4,24 m über dem Bemessungswasserspiegel Endzustand und ca. 4,74 m

über dem Bemessungswasserstand Bauzustand. Zur Herstellung der Baugrube ist daher keine

( Grundwasserabsenkung notwendig.

Wenn eine Grundwasserabsenkung zur Herstellung der Zugangsbauwerke geplant werden sollte,

ergibt sich für den Bauzustand daraus eine maximale Absenkung des Grundwassers von ca.

3,55 m inkl. Sicherheitsabstand von 0,5 m unterhalb der Baugrubensohle (Aushubsohle bzw. UK

Bodenaustausch ca. 97,45 m NHN).

Bei einer konventionellen Grundwasserabsenkung mittels Schwerkraftbrunnen (ON 500) würde bei

Zugrundelegung der Abmessungen einer Baugrube für ein Zugangsbauwerk (ca. 7,0 x 22,0 m),

der erforderlichen Eintauchtiefe in des Grundwasser (10m), dem Absenkbetrag von ca. 3,55 m

und dem anzusetzenden Durchlässigkeitsbeiwert von k1 = 1 ,0*1 0-4 überschläglich Wassermassen

von ca. 27 m3 /h zutage gefördert. Eine entsprechend dimensionierte Ableitung zu einer geeigneten

Vorflut müsste geschaffen werden. Die sich einstellende Reichweite der Grundwasserabsenkung


(

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Projekt: 28.2288 Seite 27 20.12.2011

beträgt etwa 11 0 m und würde zu einer weitreichenden Beeinflussung des Baugrubenumfeldes

führen.

Alternativ hierzu kann zur Herstellung der Zugangsbauwerke eine wasserdichte Baugrube ohne

Grundwasserabsenkung ausgeführt werden. Die Herstellung der wasserdichten Baugrube erfolgt

unter Verwendung vertikaler und horizontaler Dichtelemente. Wenn die Baugrube wasserdicht z.B.

mit einer Unterwasserbetonsohle hergestellt wird, ist eine offene Restwasserhaltung in der Bau

grube zu betreiben.

Die Entsorgung des Lenzwassers sowie die Ableitung von Grundwasser, Niederschlags- und

Restwasser sind grundsätzlich genehmigungspflichtig.

Da den Planunterlagen keine Abmessungen des Zugangsbauwerks zu entnehmen sind ist der

Auftriebsnachweis für den GZ 1A nach DIN 1054 mit den genauengeometrischen Abmessungen

durch den Planer zu führen. Sollte es durch ein geringes Eigengewicht zu Auftriebsproblemen

kommen ist ggf. eine dauerhafte Rückverankerung mit z. B. GEWI-Pfählen vorzusehen.

6. EMPFEHLUNGEN

6.1 Gründung

Es wird empfohlen, die Bahnsteige flach in den Schichten des Pliozän auf einem Bodenaustausch

bis mindestens 0,3 m unter Gründungssohle mit gut verdichtungsfähigem, rolligem Material (z.B.

HKS 0/45) mit einer Sieblinie entsprechend Kies- I Schottertragschichten 0/45 gemäß ZTV SoB

StB 04 zu gründen.

Für die Zugangsbauwerke wird ebenfalls eine Flachgründung in den Schichten des Pliozän auf

einem Bodenaustausch bis mindestens 0,3 m unter Gründungssohle mit gut verdichtungsfähigem,

rolligem Material (z.B. HKS 0/45) mit einer Sieblinie entsprechend Kies-/ Schottertragschichten

0/45 gemäß ZTV SoB-StB 04) empfohlen.


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Projekt: 28.2288 Seite 28 20.12.2011

6.2 Baugruben

Zur Herstellung der Baugrube für die Bahnsteige wird ein Spundwandverbau empfohlen. Zur

Überwindung des bauzeitlichen Geländesprungs zu den Gleisanlagen wird als Sicherungsmaß

nahme im Nahbereich von Gleisen ein Verbau in jedem Fall nach Ril 836.4305, Bild 1 notwendig.

Aufgrund der Lage der Gründungssohle der Zugangsbauwerke im Grundwasser sowie der be

schränkten Platzverhältnisse wird empfohlen, die Baugruben mit einer Spundwand herzustellen.

Aufgrund des zu erwarteten Rammwiderstandes der anstehenden Schichten sind für eine Spund

wand ggf. Rammhilfen (Niederdruckspülung, Hochdruckspülung, Entspannungsbohrungen vor

Rammbeginn) erforderlich. Als horizontales Dichtelement für den wasserdichten Verbau eine UW

Betonsohle empfohlen. Die Unterwasserbetonsohle ist ggf. zur Gewährleistung der bauzeitigen

Auftriebssicherheit rückzuverankern. Hierzu werden GEWI-Pfähle empfohlen. Bei der Herstellung

des Spundwandverbaus ist auf ggf. auftretende Umläufigkeiten zu achten.

Sofern bautechnisch oder aus statischen Gesichtspunkten eine Rückverankerung des Saugruben

verbaus notwendig ist, wird die Anordnung der Verpressstrecken der Anker, wenn möglich in den

ggf. anstehenden Sanden und Kiesen der Mainterrasse (Schicht 1.4) sonst in den Schichten des

Pliozän (Schicht 1.4) empfohlen. Eine Lage der Verpressstrecke im Übergangsbereich der Sande

( und Kiese (Schicht 1.4) zum Pliozän (Schicht 11.1) ist nicht zulässig. Ebenso dürfen die Ankerstre

cken nicht in den Auffüllungen liegen.

Beim Aushub ist darauf zu achten, dass die tlw. leicht plastischen, bindigen Böden des Pliozän bei

Wassersättigung und gleichzeitiger Lagerungsstörung (z. 8. durch Befahren) von Bodenklasse 4 in

Bodenklasse 2 nach DIN 18 300 übergehen können und dann nicht mehr einbaufähig sind bzw.

auf einer Bodenverwertungs- I Bodenbeseitigungsanlage nicht oder nur zu höheren Gebühren an

genommen werden. Außerdem ist in den Auffüllungen mit Schuttresten o. ä. zu rechnen.

Bei der Dimensionierung der Verbauwände für die Herstellung der Zugangsbauwerke sind die

Fundamente des bestehenden Personentunnels zu berücksichtigen. Die Verbauwände sind ver

formungsarm auszubilden. Die Lasten der des bestehenden Personentunnels müssen sicher auf

genommen werden können.


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Projekt: 28.2288 Seite 29 20.12.2011

6.3 Wasserhaltung und Abdichtung

Die Bahnsteige sind aufgrund des Bemessungswasserspiegels für den Endzustand unter der

Bauwerkssohle auf den Lastfall "Bodenfeuchte" zu bemessen. Senkrechte Wandbauteile müssen

mindestens mit einem Voranstrich und zwei heißen Deckaufstrichen bzw. mit einem Voranstrich

und drei kalten Deckaufstrichen abgedichtet werden.

Im vorläufigen Endzustand wirkt kein hydrostatischer Wasserdruck auf den Bahnsteig. Da die

Baugrubensohle 4, 7 4 m über dem bauzeitigen Bemessungswasserstand liegt ist bauzeitig eine

offene Wasserhaltung für Sicker-, Tag- und Schichtwasser ausreichend.

Die Gründung sowie die aufgehende Konstruktion für die Zugangsbauwerke sind auf den Lastfall

"von außen drückendes Wasser" zu bemessen. Wasserdruckhaltende Abdichtungen sollen auf der

Wasserangriffsseite auf das Bauwerk aufgebracht werden. Sie müssen das Bauwerk umschließen

oder einen in sich geschlossenen Trog bilden. Sie müssen gemäß DIN 18 195-6 und Ril 835.9101

(AlB) mindestens 0,3 m über den Bemessungswasserstand Endzustand geführt werden.

Wenn die Baugrube mit wasserdichten Verbauwänden und einer Unterwasserbetonsohle errichtet

wird, ist bis auf das Lenzen der Baugrube und das Vorhalten einer offenen Wasserhaltung für Si-

( cker-, Tag- und Restwasser keine weitere Wasserhaltung notwendig.

Die Zugangsbauwerke sind mit den tatsächlichen geometrischen Abmessungen und Lasten durch

den Planer gegen Auftrieb zu bemessen.

6.4 Wiederverwendbarkeit der Aushubböden

Die natürlich anstehenden Sande und Kiese sowie die rolligen Schichten des Pliozäns können aus

geotechnischer Sicht zum Wiedereinbau bzw. zum Verfüllen der Baugrube verwendet werden. An

anderer Stelle der Gesamtbaumaßnahme können Sie auch zum Schütten von Dämmen verwendet

werden. Die Sande und Kiese der (Schicht 1.4) sind gut verdichtungsfähig und sind daher zum

Wiedereinbau geeignet.

P22888_8f Hanau Hbf_Rev1.docx

(

DR. SPANG

Projekt: 28.2288 Seite 30 20.12.2011

Die bindigen Schichten des Pliozäns (Schicht 11.1) sind schlecht verdichtungsfähig. Es wird emp

fohlen, diese nur zum Wiedereinbau zu verwenden, sofern Setzungen I Sackungen hingenommen

werden können (z. B. im Bereich von Grünanlagen). ln den Arbeitsräumen sowie unter Wegen,

Zufahrten und sonstigen befestigen Flächen ist gut verdichtungsfähiger Austauschboden lagen

weise einzubauen und auf mind. 98 % DPr zu verdichten. Die erreichte Verdichtung ist zu prüfen.

Die Auffüllungen (Schicht 1.1) sind gut verdichtungsfähig und aus geotechnischer Sicht zum Wie

dereinbau bzw. zum Verfüllen geeignet.

Es ist vorlaufend eine umwelttechnische Prüfung der Aushubböden durchzuführen und ggf. eine

Entsorgung des Aushubs durchzuführen.

6.5 Sonstige Empfehlungen

Eine Auswirkung der Baumaßnahme auf die bestehenden Bahnhofseinrichtungen (Personentun

nel, Bahnsteige, Bestandsstrecken, Gebäude etc.), die ggf. im Vorfeld hergestellte zukünftige Stre

cke 3660 kann nicht ausgeschlossen werden. Um ggf. vor Baubeginn bereits vorhandene Schäden

von ggf. auftretenden Neuschäden abgrenzen zu können, ist eine Beweissicherung der Bahnhofs-

( einrichtungen und der ggf. im Vorfeld hergestellten zukünftigen Strecke 3660 erforderlich.

Eine Beweissicherung der im Umfeld des EÜ liegenden Wohnbebauung (< 50 m) ist ebenfalls

notwendig.

Die Bahnhofseinrichtungen und die ggf. im Vorfeld hergestellte Strecke 3660 sind während der

Errichtung der neuen EÜ messtechnisch zu überwachen. Es werden regelmäßige geodätische

Messungen zur Lagestabilität der Bestandsstrecke, der Bahnhofsbebauung, der Wohnbebauung

und der bestehenden Straße empfohlen. Die Genauigkeit der Lagemessungen muss mindestens

+/- 1 mm betragen. Insbesondere während der Errichtung der Verbauwand (Spundarbeiten) sowie

dem Aushub ist eine kontinuierliche Überwachung und gutachterliehe Begleitung erforderlich.


DR. SPANG

Projekt: 28.2288 Seite 31 20.12.2011

Aufgrund der geringen Abmessungen des in den Aquifer reichenden Bauwerks ist eine Beeinflus

sung der Strömungsverhältnisse des Grundwassers auszuschließen. Eine hydrogeologische Be

weissicherung ist dennoch aufgrunddes Eingriffs in das Grundwasser erforderlich.

Die Aushubsohle darf die benachbarten Gründungselemente des bestehenden Personentunnels

bzw. der bestehenden Bahnsteige und deren Zugangsbauwerke nicht ohne Sicherung unter

schneiden (Unterfangung, entsprechend bemessener Verbau). Auf DIN 4123 wird verwiesen. Die

( Bestandsgleise neben dem neu zu errichtenden Bahnsteig sind gemäß Ril 836 zu sichern.

(

Es wird empfohlen, im Vorfeld der Bauausführung eine umwelttechnische Eingruppierung für die

Entsorgung bzw. Verwertung von anfallenden Aushubmassen zu erstellen.

Vor Herstellung der Sauberkeitsschicht ist die Gründungssohle nach DIN 1054, Kap. 7.1 I Abs. 5

durch uns abzunehmen. Bei Abweichungen der angetroffenen Bodenverhältnisse von den in die

sem Bericht beschriebenen sind wir umgehend zu benachrichtigen.

Zur Beantwortung weiterer Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Dipl.-lng. Christian Spang

(Geschäftsführer)

Verteiler: - DB ProjektBau GmbH, Frankfurt, 2 x

- Dr. Spang GmbH, Witten, 1 x


i.V. (gezeichnet)

Dr.-lng. G. Festag

(Projektleiter)

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S-Bahn Rhein-Main I Nordmainische S-Bahn · Nordmainischen S-Bahn soll somit das Frankfurter S-Bahn-Netz mit der bereits bestehenden, süd lich des Mains geführten S-Bahn-Strecke