Sicher bauen – Baugrundrisiko erkennen: Geologie, DIN 4020, VOB, HOAI … Bauausschusssitzung der IHK Magdeburg Schönebeck / Bad Salzelmen, 18.10.2010 Baugrund

Sicher bauen – Baugrundrisiko erkennen: Geologie, DIN 4020, VOB, HOAI …

Bauausschusssitzung der IHK Magdeburg

Schönebeck / Bad Salzelmen, 18.10.2010

Baugrund / regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse Grundwasser: das Baugrundproblem in Schönebeck Baugrunduntersuchung: DIN 4020 / VOB / HOAI DIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und Tiefbau Baugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von Niederschlägen Bauvorhaben: Planungs- und Rechtssicherheit Bauwerksschaden durch betonaggressives Wasser

Dr. Manfred Sichting, Dipl.-Geologe

CEMEX Deutschland AG

2Dr. Manfred Sichting

Baugrund ist zur Gewährleistung öffentlicher Ordnung und Sicherheit vor

Baumaßnahmen zu untersuchen.

Baugrund: Der Bauherr haftet.

Baugrundrisiko erfasst sämtliche Risiken und Gefahren aus der Wechselwirkung zwischen

Bauwerk und Baugrund

Baugrund: Bodeneigenschaften, Schichten, Lagerung, Störungen, Grundwasser

Baugrund: „Hinter der Hacke ist‘s duster!“Baugrund: „Hinter der Hacke ist‘s duster!“

Geologische Verhältnisse können Baugrund auf engstem Raum total verändern.

Es gibt keinen „den Baugrund“ !


Regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse in Schönebeck – Ausschnitt Geologische Karte 1 : 25.000

Regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse in Schönebeck – Ausschnitt Geologische Karte 1 : 25.000

Hier sind die geologischen Verhältnisse bis ca. 2 m Tiefe abgebildet.


Regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse in Schönebeck - Schichten, Lagerung, Störungen, Grundwasser

Regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse in Schönebeck - Schichten, Lagerung, Störungen, Grundwasser

Baugrund kann ab 2 m Tiefe völlig anders beschaffen sein !


Regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse Schönebeck - Schichten, Lagerung, Störungen, Grundwasser

Regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse Schönebeck - Schichten, Lagerung, Störungen, Grundwasser

Salzer Dislokationszone = GK 3 gem. DIN 4020

Schönebecker Triasplatte incl. Elbtal je nach Bauwerk und

Wasserhaltung GK 1 – 3 gem. DIN 4020

Nur der Blick auf die geologische Karte reicht nicht aus !


Grundwasser kommt überall vor.

In der Regel ist es zwischen 0,1 m bis 2,0 m unter der Geländeoberfläche anzutreffen.

Oberflächennah verbreitete Kiessande und geklüftete Festgesteine sind sehr gute Grundwasserleiter.

Es besteht ein historisch angelegtes Grabensystem zur Entwässerung. Teiche sind vorhanden.

Historische Straßennamen verweisen auf Grundwasser, u.a. Brunnenstraße, Wasserstraße, Bornstraße.

Es besteht folgende hydrogeologische Dreiteilung:

Bad Salzelmen: Festgestein als (Poren-) Kluftwasserleiter, v.a. linienförmig an Störungen gebunden bzw. überlaufähnliche Austritte im Grenzbereich Muschelkalk / Buntsandstein, zum Teil gespannt, Chemismus geogen - betonaggressiv gemäß DIN 4030, Fließrichtung von West nach Ost.

Felgeleben: Kiessande als Porenwasserleiter, Wasserstand flächendeckend und Chemismus vorflutabhängig, Fließrichtung von SW nach NE.

Grünewalde: Kiessande als Porenwasserleiter, auch unter Auelehmbedeckung – dann gespannt, Wasserstand flächendeckend und Chemismus vorflutabhängig, Fließrichtung von SW nach NE.

Grundwasser prägt entscheidend die Baugrundverhältnisse und ist maßgeblich für die

Bestimmung der geotechnischen Kategorie gemäß DIN 4020.

Grundwasser: kennzeichnend für die Baugrundverhältnisse in SchönebeckGrundwasser: kennzeichnend für die Baugrundverhältnisse in Schönebeck


Grundwasser: kennzeichnend für die Baugrundverhältnisse in SchönebeckGrundwasserfließrichtung und Grundwasserstände

Grundwasser: kennzeichnend für die Baugrundverhältnisse in SchönebeckGrundwasserfließrichtung und Grundwasserstände

HGW

MHGW

NW

Eine Momentaufnahme reicht nicht aus !


Viele Häuser in Schönebeck haben Grundwasser im Keller bzw. feuchte Wände.

Hierzu heißt es dann oft: „Das war so, das ist so, das kann man nicht ändern ….“

Fakt ist, infolge Wasserwerksschließungen und Tiefbaumaßnahmen, haben die Probleme

zugenommen. Beides ist nicht natürlichen Ursprungs.

Mir wurde am 09.07.2010 im Rathaus gesagt: „Wie viele Häuser betroffen sind, wissen wir

nicht.“

Bürger sind auf mich zugekommen: „Betroffen sind ca. 1.200 Häuser.

Hier wohnen ca. 20% der Einwohner.“

Deshalb: Baugrund untersuchen und Bauablauf überwachen.

Grundwasser: das Baugrundproblem in SchönebeckGrundwasser: das Baugrundproblem in Schönebeck


Stets regionale geologisch-hydrogeologische Verhältnisse beachten. Grundwasser zirkuliert

großräumig in hydraulischen Systemen.

Festgesteine weisen in der Regel wasserführende Störungen / Klüfte auf. Das Grundwasser

ist häufig gespannt.

Wasserführende Störungen / Schichten v.a. in der Nähe Zechstein / Buntsandstein /

Muschelkalk / Keuper können betonaggressives Grundwasser zuführen.

Punktuelle Baugrundbohrungen müssen wasserführende Störungen nicht antreffen.

Grundwasserstände und Fließrichtungen sind vorflutabhängig.

Grundwasserstände unterliegen innerjährlich starken Schwankungen. Beurteilungsrelevant

ist der höchste jemals gemessene Grundwasserstand (Recherche oder Korrelation).

Veränderungen zur Grundwasserqualität, -fließrichtung, -menge und –stand sind

genehmigungspflichtig.

Wegfall von Brunnen, zusätzliche Versickerung u.a. verändern Grundwasserstände und

Fließrichtung sowie chemische Beschaffenheit erheblich.

Baugrunduntersuchung DIN 4020: hydrogeologische ErfordernisseBaugrunduntersuchung DIN 4020: hydrogeologische Erfordernisse


Der Baugrund ist durch einen Sachverständigen zu beurteilen.

Der Baugrund ist nach Schwierigkeitsgraden in Geotechnische Kategorien 1 – 3 zu klassifizieren.

Maßgebend ist jeweils das Klassifizierungsmerkmal, das den größten Schwierigkeitsgrad beschreibt.

Sie ist bei anderem Kenntnisstand umgehend zu berichtigen.

Ausreichende Kenntnisse der regionalen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse sind

erforderlich.

Dieses widerspiegelt sich im Bauvertrag nach VOB und in der Bauüberwachung nach HOAI.

Baugrunduntersuchung: DIN 4020 – Geotechnische Erfordernisse Baugrunduntersuchung: DIN 4020 – Geotechnische Erfordernisse

Geotechnische Standsicherheit ist Mindestanforderung SachverständigeKategorie zu beurteilen an Untergrund für Geotechnik

1 2 3 4

einfache Bauwerke aufgrund örtliche Bauerfahrung im Zweifels-einfache und gesicherter örtlicher einfache Erkundung fall ob GK 1 übersichtliche Erfahrungen Grundwasser vorliegt,

Baugrundverhältnisse Baugrube besichtigen erforderlich *Zahlenmäßig nach-

Bauwerke und zuweisen; ingenieur- direkte AufschlüsseBaugrundverhältnisse mäßige Bearbeitung Werte der Boden-

mittleren mit geotechnischen kenngrößen aus Schwierigkeitsgrades Kenntnissen und direkter Untersuchung

Erfahrungen oder Korrelationenwie GK 2, aber ver-

Bauwerke und tiefte geotechnische wie GK 2, Baugrundverhältnisse Kenntnisse mit weitere spezielle zwingend

hohen Erfahrung auf dem UntersuchungenSchwierigkeitsgrades jeweiligen Spezialge- erforderlich

biet der Geotechnik* Ist es strittig, ob ein Objekt in KG 1 eingestuft werden kann, ist auch zu dieser Entscheidung

ein Sachverständiger für Geotechnik einzuschalten.

erforderlich

GK 3

Charakterisierung

GK 1

GK 2


Zum Baugrundrisiko besteht folgende Regelung:

§ 7 Leistungsbeschreibung (1) Nr. 6

„Die für die Ausführung der Leistung wesentlichen Verhältnisse der Baustelle, z.B. Boden- und Wasserverhältnisse, sind so zu beschreiben, dass der Bewerber die Auswirkungen …… hinreichend beurteilen kann“

Verzichtet ein Bauherr auf ein Baugrundgutachten, geht dies zu seinen Lasten.

Ergeben sich während der Arbeiten gegenüber der Baugrunduntersuchung abweichende

Verhältnisse, muss der Tiefbauunternehmer dieses anzeigen. Der AN hat sich über

die Wasser- und Bodenverhältnisse zu informieren und Risiken zu übernehmen.

Er kann sich später nicht entlasten.

Dem Bauherren obliegen alle Verkehrssicherungsverpflichtungen zum Schutz der

Nachbarschaftsgrundstücke (§ 906, 909 BGB). Hierfür sind Schäden durch ihn oder

einzuschaltende Sonderfachleute zu verhindern.

VOB und BauvertragVOB und Bauvertrag


Zur Überwachung des Baugrundrisikos während der Tiefbauarbeiten besteht folgende

Regelung:

Leistungsphase 8 gemäß § 15 HOAI

Überwachung auf Übereinstimmung mit der Baugenehmigung, den anerkannten Regeln

der Technik (DIN 4020) u.a.

i.d.R. Bauanlaufberatung mit Festlegungen

prüfende und kontrollierende Anwesenheit (keine ständige Anwesenheit), jedoch

besondere Aufmerksamkeit bei „Anhaltspunkten für Mängelrisiko“, dann Einschaltung

einer Fachkraft

Führung Bautagebuch, bei Mängeln Schadensersatzansprüche gegen den Überwacher

nach § 635 BGB

Ein Überwachungsfehler mindert die Haftung des Unternehmers nicht.

HOAI - ObjektüberwachungHOAI - Objektüberwachung


DIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und TiefbauDIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und Tiefbau

Grundwasser: füllt natürliche Hohlräume unterirdisch zusammenhängend

aus und unterliegt der Schwerkraft

es fließt gefälle- oder druckbedingt

es hat eine unterschiedliche chemische Beschaffenheit (löst Salze)

der Wasserstand schwankt jahreszeitlich bzw. niederschlagsabhängig

Das trifft auch bei allen Baumaßnahmen so zu:

a) Kiessand / Porenwasserleiter

c) Baugrube in Kiessand bzw.

Festgestein

b) Festgestein / (Poren-) Kluftwasserleiter

Kiessande

Festgestein

Grundwasser



Technische Grundwasserabsenkung: Nachbargrundstücke sind zu beachten

Zu beachten sind: Reichweite und Höhe der Absenkung, Gefälle und

Fließgeschwindigkeit des Grundwassers und Feinstkornanteil des Bodens

Auszuschließen sind hydraulischer und Erosionsgrundbruch

Kiessande mit 5 – 10% Feinstkornanteil können bei Suffosion je m entwässerter

Schichthöhe Setzungen von 5 – 10 cm aufweisen. Kiessande

Festgestein

Grundwasser



Verfüllung linienförmiger Bauwerke: Der Planer muss die DIN 1610 so anwenden,

dass die Wasserdurchlässigkeit des Verfüllmaterials den natürlichen

Bodeneigenschaften entspricht.

a) Aufstau von Grundwasser infolge unsachgemäßer Verplombung

c) Sachgerechte Verfüllung

b) Umleitung von Grundwasser infolge unsachgemäßer Rohrbettung

mit Füllsand

Kiessande

Festgestein

Grundwasser


Baugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von NiederschlagswasserBaugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von Niederschlagswasser

Folgende wasserhaushaltliche Größen sind kennzeichnend

Niederschlag Verdunstung Abfluss(mm/a) (mm/a) (mm/a)

global / Meer 425 425 0global / Festland 111 71 40Deutschland 790 493 297Sachsen-Anhalt 612 510 102Elbtal Schönebeck 540 440 100

Wasserkreislauf:



(Anmerkung: Das Bezugssystem „Höhennormal – HN“ war in der DDR amtlich. Es entspricht nicht mehr dem Stand der Technik. Seit 01.01.2000 gilt in Deutschland m ü. NHN.„)

1. 2. 3.

Baugrundgutachter Landesbetrieb für Hochwasser- Planungsbüro für die Versickerungs-

18.09.1996 schutz und Wasserwirtschaft mulden auf der Grundlage von 1. + 2.

03.07.2007 23.10.2008 (S. 4 + 5)

Lage- und Höhen-

bezug der Keine Zuordnung zum amtlichen Einpassung in ein digitales Geländemodell

Bohrungen Höhensystem möglich nach Lage und Höhe

Geländehöhe - - 50,20 - 51,15 m üHN

Verbindlichkeit

Grundwasserstand

Bewertung Bei Elbehochwassser steigt

Grundwasserstand der GWS bis auf 0,8 m uGOK - besondere Beachtung wegen

z.T. oberflächengleich sensibler Grundwasserverhältnisse

Einstufung NW zzgl. 0,5 m = 50,05 m ü. HN

Grundwasserstand NW zzgl. 0,5 m = MHGW Korrektur um 5 cm = 50,00 m ü. HN

0,9 - 1,8 m uGOK entspricht korreliert 50,05 m NHN 50,00 m ü. HN = HGW

(Mittlerer höchster GW-Stand) (Höchster Grundwasserstand)

Werte sind "Meßwerte"

Niedrigwasser (NW)

nicht eingemessen

0,9 - 1,8 m uGOK Werte sind "Schätzwerte"

… planerische Metamorphose von NW über MHGW zum HGW !



Wasserbilanz : Niederschlag = Abfluss + Verdunstung540 mm/a = 100 mm/a + 440 mm/a

Abfluss : unterirdischer Abfluss bildet GrundwasserVerdunstung : Bodenverdunstung + Verdunstung von Pflanzenoberflächen + pflanzlicher Entzug von BodenwasserFlächenversiegelung : Verdunstung wird Abfluss, bei Muldenversickerung zusätzlicher "unterirdischer Abfluss"

1.) Baufläche (125.400 m²) ca. 100.000 m², 200 Parzellen á 500 m² Hausfläche á 80 m², sonstige versiegelte Fläche á 20 m²

davon Straßenfläche, versiegelt ca. 13.000 m²davon Parzellenfläche versiegelt ca. 20.000 m²

2.) Verdunstung wird Abfluss: 33.000 x 0,44 m = 14.520 m³/a

Abflusshöhe:

3.) Aufnahmefähigkeit

des Bodens:ca. 58 - 77 cm Höhe Bodenprofil

benötigt

4.) Auswirkungen auf a) es ist eine permanente Aufhöhung von ca. 2 - 3 cm zu erwarten

den Grundwasserstand: b) bei Starkregen erfolgt eine zusätzliche Aufhöhung von 2 - 7 cm

5.) Auswirkungen auf a) angrenzende Wohnbebauung Felgeleben, Situation Kellervernässung verschärft sich

vorhandene Bebauung: b) angrenzende Wohnbebauung Blankenburger Straße, mit der Baugenehmigung ist die Gründungstiefe wegen des GW-Standes beschränkt

Für die Aufnahme von 11,6 cm Wassersäule werden damit

kf-Wert 2,7 - 2,9 x 10-4 m/s = 15 - 20 % Porenraum

14.520 m³/a: 125.400 m² = 0,1157 m/a = 11,6 cm/a Wassersäule



HGW: 1. Auskunft LHW: HGW ist korreliert 0,69 m höher als MHGW

HGW entspricht somit 50,05 + 0,69 = 50,74 m ü. NHN (Planer: 50,00 m HN)

2. Bemessungsgrundlage gemäß ATV A 138 ist HGW, also 50,74 m ü. NHN

HGW ist durch Planer nicht berücksichtigt (sein Wert 50,00 m HN)

3. Planer: Funktionsfähigkeit der Sickermulden ist bei Bodenfrost und Niederschlag nicht gegeben“ (S. 4)

Fazit: ATV A 138 wird falsch umgesetzt.

Fazit: Wesentliche hydrogeologische Belange werden nicht berücksichtigt.

Fazit: Eine geeignete technische Lösung (Regenwasserkanal) ist vorzusehen.

Was tun? 7. Eine weitere Erhöhung des GW-Standes kann nicht erfolgen.

8. Die Eigenheimbebauung ist gut für die Stadtentwicklung.

Wasserhaushalt: 4. Der zusätzliche unterirdische Abfluss ist planerisch nicht berücksichtigt.

5. Die Muldenversickerung führt zu einer Erhöhung des Grundwasserstandes.

6. Bei Starkniederschlägen kann die Erhöhung des GW-Standes bis ca. 10 cm betragen.


Baugrundverhältnisse unterliegen ggf. Umweltgesetzen wie folgt:

Wasserhaushaltsgesetz (WHG)

Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG)

Abfallgesetz (AbfG)

Bundesimmissionsschutzgesetz (BImschG)

Hier bestehen entsprechende behördliche Zuständigkeiten und Genehmigungspflichten.

Beim Bauen im Grundwasser gilt WHG, zuständig ist ausschließlich die Untere

Wasserbehörde. Sie entscheidet bei

Entnahmen, Aufstau, Absenken und Umleiten von Grundwasser gem. § 9 ff

unbeabsichtigtem Erschließen von Grundwasser durch Erdaufschlüsse gem. § 49

Nichtbeachtung von DIN-Normen, auch bei zusätzlicher Versickerung von Regenwasser

infolge Flächenversiegelung über Versickerungsmulden bewirkt Gesetzesverstöße.

Die Folge sind Schäden an Schutzgütern, Sachgütern bis hin zur menschlichen Gesundheit.

Bauvorhaben: Planungs- und Rechtssicherheit Umweltgesetze u.a.

Bauvorhaben: Planungs- und Rechtssicherheit Umweltgesetze u.a.


Häufig sind folgende Mängel und Probleme erkennbar:

• Keine oder nicht geeignete Planungen bzw. Gutachten.

• GK wird im Baugrundgutachten nicht ermittelt.

• Baugrundgutachten werden nicht durch Sachverständige erstellt bzw. geprüft.

• Kommunikationsprobleme im Bauablauf bei sich veränderndem Baugrundrisiko

• Keine Belehrungen / Havariepläne zu sich veränderndem Baugrundrisiko.

• Keine Einschaltung von Sachverständigen bei sich veränderndem Baugrundrisiko.

• Keine Höherstufung der GK bei sich veränderndem Baugrundrisiko.

• Keine Änderung der Genehmigung und Pläne bei Höherstufung der GK.

• Keine Beachtung der regionalen geologisch-hydrogeologischen Verhältnisse.

• Keine Beachtung der Grundwasserverhältnisse.

Bauvorhaben: Planungs- und RechtssicherheitBaugrunderkundung bis Bauablauf

Bauvorhaben: Planungs- und RechtssicherheitBaugrunderkundung bis Bauablauf

Daraus resultieren u.U. Haftungsfragen, vor allem des Auftraggebers.


Unabhängiges Beraterteam zur Unterstützung

Erstellung eines Konzeptes und Maßnahmen zur Grundwasserregulierung in Felgeleben

Ursachenermittlung und Schadensbeseitigung in Bad Salzelmen

Erstellung eines regionalgeologischen Gutachtens und eines hydrogeologischen

Spezialgutachtens zu Bad Salzelmen

Baugrundkarte „Geotechnische Kategorien gem. DIN 4020“

Baugrundkarte „Betonaggressives Grundwasser gem. DIN 4030“

Baugrundkarte „Grundwasserhöchst- und -niedrigststände / zulässige Gründungstiefe“

Baugrundkarte „Schadensbericht Vernässungsschäden nach Grundwasserständen“

Baugrundkarte „Bestand Grundwassermessstellen / geologische Aufschlüsse“

Grabenkarte „Bestand, Zustand und Wirksamkeit der Entwässerungsgräben“

Prüfung aller laufenden Baumaßnahmen betreffs Beachtung DIN 4020

Schwachstellenanalyse aller abgeschlossenen Kanalbaumaßnahmen betreffs DIN 1610

„Rohrbettung“, „Kanalverfüllung“ und „Tonsperren“

Merkblätter für Bauherren, Planer, Architekten und Sachverständige

Erfahrungsaustausch mit Bauherren, Planern, Architekten und Sachverständigen

Bauvorhaben: Planungs- und Rechtssicherheitkommunalpolitische Sorgfaltspflichten

Bauvorhaben: Planungs- und Rechtssicherheitkommunalpolitische Sorgfaltspflichten

Stadtentwicklung und Bautätigkeit müssen Baugrund und Grundwasser dauerhaft beachten. Dafür ist ein verlässlicher Rahmen zu schaffen. Daten sammeln, auswerten und bereitstellen!


So tritt‘s dann auch im Baugrund ein: betonaggressives Grundwasser18 cm unter der Fahrbahndecke

So tritt‘s dann auch im Baugrund ein: betonaggressives Grundwasser18 cm unter der Fahrbahndecke


So tritt‘s dann auch im Baugrund ein: Bauwerksschaden durch betonaggressives Wasser

(hoher Sulfatgehalt)

So tritt‘s dann auch im Baugrund ein: Bauwerksschaden durch betonaggressives Wasser

(hoher Sulfatgehalt)

Wenn man es sieht, ist es zu spät.

Quelle: Regierungspräsidium Leipzig

UA 6.2 Umweltfachbereich Referat Wasserwirtschaft, Herr Häfner

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