Zentrumsentwicklung MITTIM Illnau-Effretikon / ZH ... · Zentrumsentwicklung MITTIM, Illnau-Effretikon / ZH Geologisch-hydrogeologischer und geotechnischer Bericht 3. September 2012

Dr. Heinrich Jäckli AG Albulastrasse 55, 8048 Zürich Telefon +41 44 344 55 66 Telefax +41 44 344 55 91 Zürich � Baden � Winterthur � Schwyz � Altdorf www. jaeckli.ch

Zentrumsentwicklung MITTIM Illnau-Effretikon / ZH Geologisch-hydrogeologischer und geotechnischer Bericht

Zürich, 3. September 2012

Auftraggeber: Hänseler Immokonzept AG, Thurgauerstrasse 105, 8152 Glattbrugg Bauingenieur: Basler & Hofmann AG, Bachweg 1, 8133 Esslingen

Zentrumsentwicklung MITTIM, Illnau-Effretikon / ZH Geologisch-hydrogeologischer und geotechnischer Bericht 3. September 2012

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INHALT

1 ALLGEMEINES 4 1.1 Einleitung und Auftrag 4 1.2 Projektunterlagen 4 1.3 Ältere Untersuchungen 4

2 GEOLOGISCHE ÜBERSICHT 5

3 ZU ERWARTENDE UNTERGRUNDVERHÄLTNISSE 5 3.1 Oberflächenschichten 5 3.2 Seeablagerungen 6 3.3 Schotter 6 3.4 Moräne 7 3.5 Obere Süsswassermolasse 7

4 GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE 8 4.1 Übersicht 8 4.2 Hydrogeologische Verhältnisse im Projektperimeter 8 4.3 Gewässerschutz 11

5 ALTLASTENSITUATION UND BELASTUNGSSITUATION BODEN 13

6 BAUTECHNISCHE VERHÄLTNISSE 14 6.1 Projekt 14 6.2 Baugrundwerte 14 6.3 Fundation 15 6.4 Aushub 17 6.5 Baugrubenabschluss 18 6.6 Bauwasserhaltung 19 6.7 Trockenhaltung der Untergeschosse 20 6.8 Grundwasser-Ersatzmassnahmen 20

7 DACHWASSERVERSICKERUNG 21

8 WÄRMENUTZUNG AUS GRUNDWASSER UND UNTERGRUND 22

TABELLE

Tabelle 1: Baugrundwerte für ungestörte Verhältnisse 15

FIGUREN

Figur 1: Ausschnitt aus der Grundwasserkarte des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch) 9

Figur 2: Ausschnitt aus der historischen Gewässerkarte des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch) 10

Figur 2: Ausschnitt aus der Gewässerschutzkarte des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch) 12

Figur 4: Ausschnitt aus dem Wärmenutzungsatlas des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch) 23


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BEILAGEN

Beilage: Situation 1:2500 mit Lage der älteren Sondierungen


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1 ALLGEMEINES

1.1 Einleitung und Auftrag

Im Hinblick auf die geplante Zentrumsentwicklung MITTIM in Illnau-Effretikon waren die geo-logisch-hydrogeologischen und geotechnischen Verhältnisse auf der Grundlage bestehender Kenntnisse ohne zusätzliche Sondierungen zu ermitteln. Der diesbezügliche Auftrag wurde uns aufgrund unserer Offerte vom 27.3.2011 durch die Basler & Hofmann AG im Namen der Bauherrschaft am 20.4.2011 per Email erteilt.

1.2 Projektunterlagen

Zur Ausarbeitung des vorliegenden Berichtes standen uns neben einem Situationsplan 1:2500 des GIS-Browsers des Kantons Zürich folgende Unterlagen des Architekturbüros Stau-fer & Hasler zur Verfügung:

[1] Situationsplan 1:500, Plan-Nr. 011-03-09, 3.10.2011, rev. 12.3.2012

[2] Grundriss EG, 1:500, Plan-Nr. 011-03-01, 3.10.2011, rev. 12.3.2012

[3] Grundriss 1. UG, 1:500, Plan-Nr. 011-03-10, 3.10.2011, rev. 12.3.2012

[4] Grundriss 2. UG, 1:500, Plan-Nr. 011-03-11, 3.10.2011, rev. 12.3.2012

[5] Schnittplan 1, 1:500, Plan-Nr. A0-500_20, 12.3.2012

1.3 Ältere Untersuchungen

Auf den einzelnen Arealteilen und in deren näheren Umgebung sind in der Vergangenheit bereits verschiedene geologische Abklärungen erfolgt. Es standen insbesondere die Resulta-te folgender Untersuchungen zur Verfügung:

[6] Dr. Heinrich Jäckli AG (27.08.1956): Geologische Baugrunduntersuchungen für die Erwei-terungsbauten im Bahnhof Effretikon

[7] Dr. Heinrich Jäckli AG (21.08.1958): Geologische Baugrunduntersuchungen, Erweite-rungsbauten Bahnhof Effretikon

[8] Dr. Heinrich Jäckli AG (13.03.1959): Geologische Baugrunduntersuchungen für die Über-bauung an der Rikonerstrasse, Effretikon

[9] Dr. Heinrich Jäckli AG (15.02.1960): Geologische Baugrunduntersuchungen, Erweite-rungsbauten Bahnhof Effretikon

[10] Dr. Heinrich Jäckli AG (18.02.1991): Zustandsbericht Versickerungsmöglichkeiten, Ge-meinde Effretikon / ZH

[11] Dr. Heinrich Jäckli AG (1.11.1993): Geologische Baugrunduntersuchungen, Bahnhof Effretikon, Neubau Stellwerkgebäude, Effretikon / ZH

[12] Dr. Heinrich Jäckli AG (4.09.2009): Geologisch-geotechnische Kurzbeurteilung, Swiss-com-Leitungen unter SBB-Gleise, südlich des Bahnhofes Effretikon / ZH

[13] Friedlipartner AG (24.08.2009): Baugrundbeurteilung – Zusammenfassung anhand vor-handener Baugrunddaten Stand 08/2009, Zentrumsüberbauung MITTIM Effretikon


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Die für die Zentrumsentwicklung relevanten Ergebnisse der älteren Untersuchungen wurden in den vorliegenden Bericht integriert.

2 GEOLOGISCHE ÜBERSICHT

Die Felsunterlage wird durch Sandsteine und Mergel der Oberen Süsswassermolasse gebildet. Diese Gesteine treten nur an den Flanken der schmalen Talung der Kempt und nordwestlich "Girhalden" im Einschnitt des Grändelbaches an die Oberfläche. Die Felsoberfläche taucht gegen Südwesten ab und wird durch eine uneinheitliche Abfolge von Lockergesteinen über-deckt.

Das Stadtgebiet von Effretikon liegt inmitten einer Schar von markanten elliptischen Hügeln. Diese sogenannten Drumlins bestehen im Wesentlichen aus Moränenmaterial und wurden vom Gletschereis der letzten («Würm»-) Eiszeit überfahren und geformt. Die glazial vorbela-stete, kompakte Moräne wurde nacheiszeitlich durch Witterungseinflüsse oberflächlich auf-gelockert resp. verschwemmt.

Nach dem Rückzug der Gletscher wurden in den Mulden zwischen den Drumlins Schotter und feinkörnige Seeablagerungen abgelagert. Diese Ablagerungen zeigen in der Regel einen sehr heterogenen Aufbau und sind auch über kurze Distanzen oft nur schwer korrelierbar.

Junge Verlandungssedimente, vorwiegend toniger Silt und tonig-siltiger Sand mit reichlich organischer Substanz (Torf), folgen oft über den Seeablagerungen. Den Abschluss des Schichtprofils bildet der Ober- und Unterboden (Humus und oberste rund 1 m mächtige Erd-schicht), welcher im Zuge baulicher Tätigkeiten praktisch überall durch künstliche Auffüllun-

gen ersetzt resp. mit solchen überschüttet wurde.

3 ZU ERWARTENDE UNTERGRUNDVERHÄLTNISSE

Die nachfolgenden Prognosen stützen sich auf die Resultate älterer Sondierungen in der nä-heren Umgebung. Die Lage der zur Verfügung stehenden älteren Sondierungen ist dem Si-tuationsplan 1:2500 in der Beilage zu entnehmen.

3.1 Oberflächenschichten

Im Projektgebiet sind oberflächlich mehrheitlich künstliche Auffüllungen zu erwarten. Diese dürften bezüglich Lagerungsdichte und Materialzusammensetzung sehr heterogen aufge-baut sein. Im Bereich befestigter Flächen bestehen diese oberflächlich vorwiegend aus san-dig-kiesigem Koffermaterial. Über die materialmässige Zusammensetzung der künstlichen Auffüllungen im tieferen Bereich können keine näheren Angaben gemacht werden. Erfah-rungsgemäss muss aber damit gerechnet werden, dass im Projektbereich auch mit Bauschutt durchsetzte Auffüllungen vorhanden sein können.

Unter den künstlichen Auffüllungen sind allenfalls noch natürliche Bodenschichten und orga-nisch durchsetzte Verlandungssedimente vorhanden. Diese bestehen gemäss älteren Bohrun-


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gen vorwiegend aus tonigem Silt mit Sand und siltigem bis tonig-siltigem Sand. Der Kiesge-halt variiert recht stark. Diese Schichten enthalten auch stellenweise organische Beimengun-gen (Torf).

Die künstlichen Auffüllungen, die natürlichen Bodenschichten und die Verlandungssedimen-te werden nachfolgend vereinfachend unter dem Sammelbegriff «Oberflächenschichten» zu-sammengefasst.

Es ist davon auszugehen, dass die Oberflächenschichten, abgesehen vom etwas dichter gela-gerten Kieskoffer im Strassen- und Platzbereich, generell sehr locker gelagert und dement-sprechend als äusserst setzungsempfindlich und schlecht tragfähig zu bezeichnen sind.

Aufgrund der älteren Sondierungen ist in den einzelnen Teilbereichen von folgenden Mäch-tigkeiten der Oberflächenschichten auszugehen:

Obergrenze Mächtigkeit

• Nordteil: OK Terrain ca. 2–3 m

• Westteil: OK Terrain ca. 2–4 m, lokal bis 5 m gemäss [13]

• Zentrumsteil: OK Terrain ca. 3–4 m

Im Bereich von Gebäuden, Werkleitungen oder Schüttungen können lokal auch mächtigere Oberflächenschichten vorhanden sein.

3.2 Seeablagerungen

Unter den Oberflächenschichten sind stellenweise feinkörnige Seeablagerungen vorhanden, welche vorwiegend aus tonigem Silt mit Sand bis tonig-siltigem Sand bestehen. Die tonfrei-en Silt- und Sandschichten sind unter dem Wasserspiegel in äusserstem Masse hydraulisch grundbruchgefährdet.

Erfahrungsgemäss sind die Seeablagerungen generell locker bis mitteldicht gelagert und müssen dementsprechend als nur mässig tragfähiger und relativ setzungsempfindlicher Bau-grund bezeichnet werden.

Die Seeablagerungen sind in allen drei Arealteilen generell nur geringmächtig (im Mittel ca. 1–2 m), stellenweise fehlen diese aber auch vollständig.

3.3 Schotter

Ab rund 3–5 m Tiefe folgt im Nordteil unter den Oberflächenschichten und den nur stellen-weise vorhandenen Seeablagerungen sandig-kiesiger Schotter. Die Schotterschichten dürf-ten aber kaum grossflächig durchziehen und mit den Seeablagerungen in komplexer Weise verzahnt sein. Die Schotterschichten lassen sich über kurze Distanzen deshalb nur schwer korrelieren. Auch im nördlichen Bereich des Zentrumsteils dürften noch geringmächtige Schotterschichten vorhanden sein, welche aber gegen Süden und Westen sukzessive auskei-len. Im südlichen Bereich des Zentrumsteils und im gesamten Westteil dürfte der Schotter bereits vollständig fehlen.


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Anhand der Resultate von älteren Rammsondierungen ist die Schotterobergrenze jeweils durch eine markante Zunahme der Rammwiderstände auf generell mittlere bis hohe Werte gekennzeichnet.

Der Schotter darf generell als mitteldicht bis dicht gelagert eingestuft werden. Er stellt einen gut tragfähigen und nur wenig bis mässig setzungsempfindlichen Baugrund dar.

Aufgrund der älteren Sondierungen ist in den einzelnen Teilbereichen von folgenden Ober-grenzen und Mächtigkeiten des Schotters auszugehen:


• Nordteil: ca. 3–5 m u.T. ca. 2–3 m

• Westteil: fehlend fehlend

• Zentrumsteil: ca. 3–4 m u.T. ca. 1–2 m, im Süden fehlend

3.4 Moräne

Im Nordteil folgt ab rund 4–8 m Tiefe unter dem Schotter die Moräne, welche erfahrungsge-mäss durch Witterungseinflüsse oberflächlich etwas aufgelockert bzw. verschwemmt wurde. Gegen Südosten sinkt die Moränenobergrenze ab und dürfte im Bereich der Unterführung Rosenweg/Bahnhofstrasse in ca. 8–10 m Tiefe liegen [13]. Von dort steigt die Moränenober-grenze nach Westen und gegen Süden wieder sukzessive an. Beim Bahnhofgebäude im Zent-rumsteil wurde die verschwemmte Moräne ab ca. 3 m Tiefe, die kompakte Moräne ab ca. 4 m Tiefe aufgeschlossen.

Materialmässig setzt sich die Moräne vorwiegend aus tonigem Silt, Sand und Kies zusammen. Erfahrungsgemäss ist in der Moräne auch mit dem Auftreten von Steinen, Blöcken und Find-lingen zu rechnen.

Anhand der Resultate älterer Rammsondierungen ist die aufgelockerte resp. verschwemmte Moräne generell mitteldicht gelagert. Sie kann als Baugrund von recht guter Tragfähigkeit und nur mässiger Setzungsempfindlichkeit bezeichnet werden. Die kompakte Moräne stellt einen sehr gut tragfähigen, wenig setzungsempfindlichen Baugrund dar.

Aufgrund der älteren Sondierungen ist in den einzelnen Teilbereichen von folgenden Ober-grenzen und Mächtigkeiten der Moräne auszugehen:


• Nordteil: ca. 4–8 (10) m u.T. ca. 3–6 m

• Westteil: ca. 2–4 m u.T. ca. 10–12 m

• Zentrumsteil: ca. 3–8 m u.T. ca. 5–8 m

3.5 Obere Süsswassermolasse

Unter der Moräne folgt die Felsunterlage aus Gesteinen der Oberen Süsswassermolasse. Diese bestehen erfahrungsgemäss in diesem Gebiet aus einer Wechsellagerung von harten Sand-steinbänken und etwas weicheren Mergelschichten. Die Molasse wurde durch Witterungs-einflüsse oberflächlich unterschiedlich stark und tief verwittert.


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Die Molasse stellt generell einen sehr gut tragfähigen und praktisch inkompressiblen Bau-grund dar.

Aufgrund der älteren Sondierungen ist in den einzelnen Teilbereichen von folgenden Ober-grenzen der Molasse auszugehen:

Obergrenze

• Nordteil: ca. 8–14 m u.T. gemäss [13]

• Westteil: ca. 14–15 m u.T. gemäss [13]

• Zentrumsteil: ca. 8–14 m u.T. gemäss [13]

4 GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE

4.1 Übersicht

Westlich und östlich vom Hackenberg sind gering mächtige, eiszeitliche Schotterablagerun-gen vorhanden. Innerhalb dieser maximal einige Meter mächtigen Kies-Sand-Schichten zir-kuliert wenig Grundwasser in Richtung Norden (Figur 1). Im Gebiet «Brandried» vereinen sich die beiden Grundwasservorkommen und keilen weiter nördlich auf kurze Distanz aus.

Gespeist wird das Grundwasser durch oberflächlich einsickerndes Niederschlagswasser sowie durch unterirdisch zusickerndes Hangwasser. Wegen der dichten Überbauung findet ge-samthaft eine eher bescheidene Grundwasserneubildung statt.

Im ehemaligen Sumpfgebiet «Brandried» liegt der grundwasserführende Schotter unter einer Bedeckung mit mächtigen, teils torfhaltigen Verlandungssedimenten und das Grundwasser ist unter diesen schlecht durchlässigen Oberflächenschichten subartesisch gespannt. Sämtli-ches Grundwasser trat früher an der Oberfläche aus und wurde vom Grändelbach aufge-nommen (Figur 2). Später wurde das Gebiet drainiert und der Grundwasserspiegel künstlich abgesenkt. Auch heute noch wirken in diesem Gebiet alte Drainagen, Sickerleitungen sowie der neu wieder offen gelegte Grändelbach als Vorflut für das vorhandene Grundwasser.

Das genannte Grundwasservorkommen (Kantonales Grundwassergebiet Bisikon h3) wird nirgends genutzt. Wegen der reduzierenden Bedingungen mit niedrigen und fehlenden Sauerstoffgehalten dürfte das Grundwasser für eine Nutzung als Brauchwasser auch wenig geeignet sein. Demgegenüber ist weiter nördlich ein kleines Grundwasservorkommen vor-handen, welches im Pumpwerk Rikon (GWR h4-1) zur Trinkwassergewinnung genutzt wird.

4.2 Hydrogeologische Verhältnisse im Projektperimeter

Die geplante Überbauung MITTIM liegt ausserhalb des nutzbaren Grundwasservorkommens. Gemäss Grundwasserkarte des Kantons Zürich (Figur 1) sind im Nordteil sowie entlang des östlichen Randes des Projektperimeters Grundwasser führende Schichten von geringer Mächtigkeit zu erwarten (beige Gebiete auf Karte). Aufgrund der vorliegenden Resultate der älteren Sondierungen dürfte es sich dabei allerdings um kein zusammenhängendes Schot-


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tervorkommen handeln. Die wasserführenden Kiesschichten treten in Form von einzelnen Adern und Linsen auf und aufgrund der ausgeprägten Heterogenität des Untergrundes dürf-te auch keine einheitliche Grundwasserfliessbewegung vorhanden sein. Vielmehr zirkulieren geringe Grundwassermengen entlang von besser durchlässigen Horizonten vom hangseiti-gen Bereich im Westen zum tieferliegenden SBB-Gleisbereich im Osten.

Im Südwestteil des Projektperimeters sind keine besser durchlässigen Schichten vorhanden (weisses Gebiet auf Grundwasserkarte).

Figur 1: Ausschnitt aus der Grundwasserkarte des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch)

Legende

MITTIM-Projektperimeter

PW Rikon


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Figur 2: Ausschnitt aus der historischen Gewässerkarte des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch)

Legende

zwischen ca. 1890 und ca. 1980 verschwundene Gewässer und Feuchtgebiete

seit ca. 1850 in ihrer Lage unveränderte Gewässer und Feuchtgebiete

zwischen ca. 1890 und ca. 1980 angelegte oder entstandene Gewässer und Feuchtgebiete

eingedolte Bäche und Kanäle


Grändelbach

(heute z.T. renaturiert)


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Bezüglich der Wasserspiegellage ergibt sich ebenfalls kein einheitliches Bild. Generell liegt der Grundwasserspiegel in nur geringer Tiefe von maximal wenigen Metern. Die Lage des Wasserspiegels ist aber sehr uneinheitlich und wird örtlich auch durch vorhandene Leitungs-gräben beeinflusst, welche die Vorflut für das Hang- resp. Grundwasser darstellen können. Generell sind im zentralen Teil des Projektperimeters Flurabstände des Grundwassers von ca. 2–4 m zu erwarten, während im Norden und Süden das Grundwasser tendenziell noch etwas höher liegen dürfte, mit einem Flurabstand von noch ca. 2–3 m.

4.3 Gewässerschutz

Gemäss Gewässerschutzkarte des Kantons Zürich liegt die geplante Überbauung im Gewäs-serschutzbereich Au (Figur 3). Dieser Bereich umfasst die unterirdischen Gewässer (Grundwas-servorkommen) und die zu ihrem Schutz notwendigen Randgebiete. Wie vorgängig aufge-zeigt wurde, ist im Projektperimeter allerdings kein nutzbares Grundwasser zu erwarten und auch das Grundwasservorkommen von Bisikon, östlich der SBB-Gleise, stellt kein schutzwür-diges Grundwasservorkommen im Hinblick auf eine mögliche Trinkwassergewinnung dar.

Unabhängig von dieser Einschätzung sind im Gewässerschutzbereich Au folgende Vorgaben zu beachten:

In qualitativer Hinsicht

Während der Bauausführung muss darauf geachtet werden, dass keine Verschmutzungen des Grundwassers und des Grundwasserleiters vorkommen.

In quantitativer Hinsicht

Gemäss der seit dem 1.1.1999 in Kraft getretenen Eidg. Gewässerschutzverordnung dürfen im Gewässerschutzbereich Au keine Bauten erstellt werden, die unter dem mittleren Grund-wasserspiegel liegen (Anhang 4, Ziffer 211). Ausnahmebewilligungen sind möglich, sofern die vorhandene Durchflusskapazität um höchstens 10% vermindert wird. Zur Erhaltung der ursprünglichen Durchflusskapazität sind bei Bedarf gezielte Massnahmen vorzusehen. Im Merkblatt «Bauvorhaben in Grundwasserleitern und Grundwasserschutzzonen» ist die aktuel-le Bewilligungspraxis des Amtes für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL) festgehalten und erläutert.

Gemäss dem oben erwähnten Merkblatt ist bei geringem Flurabstand (Abstand der Terrain-oberfläche zum mittleren Grundwasserstand) dennoch der Einbau eines Untergeschosses (mit normaler Raumhöhe) bis 3 m Tiefe zulässig. In Randgebieten von Grundwasservorkommen mit geringer bzw. auskeilender Mächtigkeit ist unter Umständen auch eine Ausnahmebewil-ligung für tiefere Einbauten möglich, so dass allenfalls auch zwei oder mehrere Unterge-schosse realisiert werden können.

Diese Voraussetzungen sind im vorliegenden Fall erfüllt und wir gehen davon aus, dass be-züglich der Einbautiefe keine Einschränkungen zu gewärtigen sind. Um allfällige nachteilige Auswirkungen auf bestehende Bauten in der Umgebung infolge Rück- resp. Aufstaueffekten zu verhindern (Rechte Dritter), sind aber geeignete Ersatzmassnahmen zum Erhalt der Durch-flusskapazität der Grundwasser führenden Schichten vorzusehen (Kapitel 6.8). Es empfiehlt


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sich, die Frage der zulässigen Einbautiefe und der notwendigen Ersatzmassnahmen frühzei-tig mit dem AWEL zu erörtern.

Figur 3: Ausschnitt aus der Gewässerschutzkarte des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch)

Legende



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5 ALTLASTENSITUATION UND BELASTUNGSSITUATION BODEN

Innerhalb des Projektperimeters ist einzig die Parzelle Kat.-Nr. 168 an der Bruggwiesen-strasse 6 im Kataster der belasteten Standorte (KbS) des Kantons Zürich verzeichnet. Der Ein-trag als Betriebsstandort (I.N012) wird begründet mit der Lagerung von Heizöl in einem erdverlegten Tank mit mehr als 5000 Liter Inhalt (belasteter Standort ohne schädliche oder lästige Einwirkungen gemäss KbS).

Ein Streifen beidseits der Rikonerstrasse und der Bahnlinie ist im Prüfperimeter für Bodenver-

schiebungen der Fachstelle Bodenschutz des Kantons Zürich (FaBo) mit dem Belastungshin-weis «Verkehrsträger» verzeichnet, welche z.T. auch die einzelnen Arealteile des Projekt-perimeters MITTIM tangieren. Dies bedeutet, dass mit einer Belastung des Bodens gerechnet werden muss. Als «Boden» wird der Ober- und Unterboden bis in etwa 1 m Tiefe bezeichnet. Falls mehr als 50 m³ Boden vom Grundstück weggeführt werden, muss der Boden vor Bau-beginn untersucht und es muss ein «Meldeblatt zu Bodenverschiebungen» ausgefüllt wer-den.

Es empfiehlt sich, solche Bodenuntersuchungen in einer späteren Phase bei Vorliegen eines konkreten Bauprojekts durchzuführen. Die Bodenuntersuchung muss von einer von der Fachstelle Bodenschutz des Kantons Zürich anerkannten Fachperson für Bodenverschiebun-gen begleitet werden. Die Fachperson zeichnet auch verantwortlich für das dem Baugesuch beizulegende «Meldeblatt zu Bodenverschiebungen» und begleitet während dem Bauvor-haben die Bodenverschiebung.


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6 BAUTECHNISCHE VERHÄLTNISSE

6.1 Projekt

Im Rahmen der Zentrumsentwicklung MITTIM sind in drei Teilbereichen (Nord-, West- und Zentrumsteil) verschiedene Neubauten geplant, wobei zurzeit lediglich ein generelles Richt-projekt besteht. Auf die bautechnischen Verhältnisse kann somit nur allgemein eingegangen werden. Gemäss aktuellem Richtprojekt sind im Projektbereich auch Hochhäuser bis ca. 50 m Höhe geplant. Die Neubauten umfassen mehrheitlich zwei Untergeschosse, welche rund 6–8 m unter das heutige Terrain zu liegen kommen. Im Westteil ist optional ein 3. Unterge-schoss vorgesehen, welches bis ca. 11 m u.T. reichen würde. Im Bahnhofbereich sind auch Neubauten mit nur einem Untergeschoss geplant.

Der vorliegende Bericht soll als Grundlage für die weitere Planung dienen. Bei Vorliegen ei-nes konkreten Bauprojektes empfehlen wir die Ausführung von ergänzenden Sondierungen, um die bautechnischen Verhältnisse projektspezifisch beurteilen zu können.

Die Lage des Nord-, West- und Zentrumsteils sowie die Lage der älteren Sondierungen ist aus dem Situationsplan 1:2500 der Beilage ersichtlich.

6.2 Baugrundwerte

Aufgrund der älteren Sondierungen wurden die Baugrundwerte gemäss SIA-Norm 267 (Geo-technik) abgeschätzt und in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Für erste erdsta-tische Überschlagsberechnungen können diese Werte verwendet werden. Es handelt sich dabei um geschätzte Erwartungswerte mit Angabe von Extremwerten. Bei der konkreten Dimensionierung ist es aber unerlässlich, diese Baugrundwerte anhand von ergänzenden Sondierungen zu verifizieren.


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Tabelle 1: Baugrundwerte für ungestörte Verhältnisse

(geschätzte Erwartungswerte Xm, in Klammer Extremwerte Xextr)

Zusammendrückungsmodul Bodenbeschreibung Raumlast Kohäsion Reibungs-winkel

Erstbelastung Wiederbelast.

γ c' ϕ' ME ME'

[kN/m³] [kN/m²] [°] [MN/m²] [MN/m²]

Oberflächenschichten

– Kieskoffer 20.5 0 (33) 36 (20) 30 –

– toniger Silt mit Sand, z.T. organisch durchsetzt

(18) 19

(0) 2

(22) 24

–

–

– siltiger und tonig-siltiger Sand mit wenig Kies

19

0

(24) 26

–

–

Seeablagerungen

– toniger Silt mit Sand 19 (3) 5 (23) 25 (5) 10 30

– tonig-siltiger Sand 19.5 (0) 2 (25) 27 (10) 15 40

Schotter

– siltiger Kies mit Sand 20.5 0 (35) 37 (30) 50 (70) 150

Moräne

– toniger Silt bis tonig-siltiger Sand mit Kies, Steine, Blöcke, aufgelockert/verschwemmt

21

(3) 5

(28) 31

(20) 35 (50)

100

– toniger Silt bis tonig-siltiger Sand mit Kies, Steine, Blöcke, kompakt gelagert

22

(5) 10

(31) 33

(50) 70 (100)

200

Obere Süsswassermolasse

– verwitterter Sandstein und Mergel

23

(10) 20

(27) 30

(50) 80 (120)

250

– unverwitterter Sandstein und Mergel

25

–

–

praktisch inkompressibel

Umrechnung Einheiten: 1 kN/m³ = 0.1 t/m³ 1 kN/m² = 0.1 t/m² = 0.01 kg/cm² 1 MN/m² = 100 t/m² =10 kg/cm² Bestimmung der charakteristischen Werte Xk = Xm - α (Xm - Xextr) Faktor für Zuverlässigkeit α = 0.20

Erdbeben

Für die erdbebengerechte Projektierung gemäss SIA-Norm 261 (Einwirkungen auf Tragwer-ke) ist der Untergrund im Projektgebiet aufgrund der älteren Sondierergebnisse aus der nä-heren Umgebung mehrheitlich der Baugrundklasse B zuzuordnen.

6.3 Fundation

Die schlecht tragfähigen und äusserst setzungsempfindlichen Oberflächenschichten kom-men als Fundationsunterlage für Neubauten zum vornherein nicht in Frage. Die Seeablage-rungen weisen generell eine mittlere Tragfähigkeit auf und sind relativ setzungsempfindlich. Sie eignen sich selbst zur Aufnahme von kleinen Gebäudelasten nur bedingt.


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Der Schotter ist generell mitteldicht bis dicht gelagert und stellt damit einen gut tragfähigen und nur wenig bis mässig setzungsempfindlichen Baugrund dar. Er eignet sich prinzipiell zur Aufnahme von mittleren Gebäudelasten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Schotter ge-nerell nur geringmächtig ist (Kapitel 3.3).

Die Moräne kann, abgesehen von den nur mitteldicht gelagerten, aufgelockerten bzw. ver-schwemmten Partien, als sehr gut tragfähiger und nur wenig setzungsempfindlicher Bau-grund bezeichnet werden.

Die unter der Moräne anstehende Molasse ist als sehr gut tragfähiger, praktisch inkompres-sibler Baugrund einzustufen.

Flachfundation

Bei der Wahl eines Untergeschosses dürften die Gebäudesohlen in unterschiedliche Schich-ten zu liegen kommen (Oberflächenschichten, Seeablagerungen, Schotter und Moräne). Der Untergrund wird bei einem Untergeschoss zumindest teilweise auch im Wiederbelastungs-bereich beansprucht. Unter Inkaufnahme von gewissen Setzungen und Setzungsdifferenzen ist eine Flachfundation allenfalls dann denkbar, wenn die Gebäudelasten nicht zu gross sind und z.B. über ein mit Wandscheiben ausgesteiftes Untergeschoss relativ gleichmässig verteilt an den Untergrund abgegeben werden können.

Zur Gewährleistung eines einheitlichen Tragfähigkeitsverhaltens mit möglichst kleinen Set-zungen und vor allem Setzungsdifferenzen resp. Gebäudeverkippungen empfehlen wir aber auf jeden Fall, die Gebäudelasten konsequent bis auf den Schotter oder die Moräne hinunter abzuleiten. Zu diesem Zweck sind die Oberflächenschichten und die nur lokal vorhandenen Seeablagerungen entweder auszupacken und durch einen schichtweise eingebrachten, ein-wandfrei verdichteten Kieskoffer (mit Vlies unterlegt) zu ersetzen oder mit vertieften Einzel- oder Streifenfundamente (mit Magerbeton gefüllte Schächte und Gräben) zu überbrücken.

Falls die Gebäudelasten sehr konzentriert über Einzelstützen anfallen, sind die oben genann-ten Überlegungen allerdings nicht mehr richtig, da lokal unter den Stützen, je nach Stärke der Bodenplatte, hohe Bodenpressungen auftreten können, welche den Untergrund auch im Erstbelastungsbereich beanspruchen. Bei hohen und konzentriert anfallenden Lasten muss deshalb vermutlich eine relativ massive Bodenplatte (evtl. mit zusätzlichen Fundamentver-stärkungen) gewählt werden, damit eine möglichst gleichmässige Verteilung der Bodenpres-sungen erzielt werden kann. Zur Aufnahme des Wasserdruckes wäre bei der Wahl eines einzigen Untergeschosses jedoch nur eine relativ dünne Bodenplatte notwendig. Es gilt ab-zuklären, ob die Mehrinvestition für eine massive Bodenplatte zur gleichmässigen Verteilung der Bodenpressungen wirtschaftlich ist, oder ob zum vornherein eine Pfahlfundation ins Au-ge gefasst werden sollte.

Bei zwei oder drei Untergeschossen tritt rasch die Problematik im Zusammenhang mit dem aufzunehmenden Wasserdruck in den Vordergrund (Kapitel 6.7). Die Bodenplatte muss in die-sem Fall wegen des resultierenden Wasserdruckes so massiv ausgebildet werden, dass weit-gehend auch die Forderung nach einer gleichmässigen Verteilung der Bodenpressungen erfüllt werden kann. Da die Gebäudesohle in diesem Fall mehrheitlich im Schotter oder in der Moräne liegen dürfte und der Untergrund zu einem grossen Teil im Wiederbelastungs-bereich beansprucht wird, sollte eine Flachfundation bei zwei oder drei Untergeschossen für normal hohe Gebäude möglich sein. Unter den hoch belasteten Stützen sind, je nach Stärke


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der Bodenplatte, Fundamentverstärkungen notwendig. Bei Hochhäusern drängt sich hinge-gen vermutlich zum vornherein eine Pfahlfundation auf.

Für erste Tragfähigkeits- und Setzungsabschätzungen können die Baugrundwerte der Tabel-

le 1 verwendet werden.

Pfahlfundation

Wie bereits erwähnt, steht insbesondere bei Hochhäusern eine Pfahlfundation im Vorder-grund. Sofern die mit einer Flachfundation verbundenen Setzungen und Setzungsdifferen-zen bei den normal hohen Gebäuden nicht toleriert werden können, drängt sich auch dort eine Pfahlfundation auf. Bei einer Pfahlfundation können die Bauwerkslasten bis in die gut tragfähige und nur wenig setzungsempfindliche kompakte Moräne und/oder bis in die Mo-lasse abgeleitet werden.

Wegen der zu erwartenden hohen Stützenlasten stehen vermutlich grosskalibrige Bohrpfähle im Vordergrund, welche im Gegensatz zu Rammpfählen problemlos in die kompakte Moräne und/oder in die Molasse eingebunden werden können. Bei dieser Lösung ist es unter Um-ständen möglich, die Stützenlasten mit einem einzigen Pfahl zu übernehmen. Bohrpfähle könnten unter Inkaufnahme von verlorenen Pfahllängen ab dem heutigen Terrain abgeteuft werden. In jedem Fall muss ein Planum (z.B. mit Vlies unterlegter Geröll- oder Kieskoffer) er-stellt werden. Ein Pfahlplanum kann nur dort entfallen, wo bereits heute ein genügend mächtiger Kieskoffer besteht.

6.4 Aushub

Baggerfähigkeit und Aushubvorgang

Im Hinblick auf den maschinellen Aushub der Baugruben sind in den Oberflächenschichten, den Seeablagerungen, im Schotter und in der aufgelockerten Moräne von der Lagerungs-dichte her gesehen keine Probleme zu erwarten. Diese Schichten dürfen durchwegs als nor-mal baggerfähig bezeichnet werden.

Mit den heute zur Verfügung stehenden schweren Maschinen sind selbst in der kompakten Moräne im Allgemeinen kaum Probleme mit der Abbaubarkeit zu erwarten. Erschwernisse treten nur dann auf, wenn innerhalb der Moräne grössere Blöcke oder Findlinge angetroffen werden, welche zum Abtransport zerkleinert werden müssen.

In den wassergesättigten, feinkörnigen Oberflächenschichten und Seeablagerungen sind Begeh- und Befahrbarkeitsprobleme zu erwarten. Von diesem Gesichtspunkt her gesehen ist deshalb eine möglichst trockene Baugrubensohle anzustreben (Kapitel 6.6.). Wir empfehlen zudem, den Aushub in diesen Schichten «vor Kopf» zu realisieren.

Verwendung des Aushubmaterials

Die Oberflächenschichten und Seeablagerungen sind erdbaumechanisch derart minderwer-tig, dass sie höchstens im Zuge der Umgebungsgestaltung weiter verwendet werden kön-nen. Der sandig-kiesige Schotter sowie die siltig-sandigen Moränenpartien können im tro-ckenen Zustand als Hinterfüllungsmaterial weiter verwendet werden.


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Allfällig vorhandene belastete Aushubmaterialien (z.B. bauschutthaltige künstliche Auffüllun-gen) müssen einer gesetzes- und vollzugskonformen Weiterverwendung resp. Entsorgung zugeführt werden.

Schutz der Aushubsohle

Die Moräne reagiert empfindlich auf Witterungseinflüsse. Wir empfehlen deshalb, nach Errei-chen der definitiven Aushubsohle diese sofort mit einer schützenden Magerbetonschicht ab-zudecken. Eine Durchnässung der Sohle hätte eine Auflockerung und eine damit verbundene Tragfähigkeitseinbusse zur Folge.

6.5 Baugrubenabschluss

Freie Abböschungen

Bei der Wahl von einem Untergeschoss dürften die Platzverhältnisse stellenweise für freie Ab-

böschungen ausreichend sein. Wir empfehlen, in den Oberflächenschichten und Seeablage-rungen über dem Grundwasserspiegel maximale Böschungsneigungen von 2:3 (33°) nicht zu überschreiten (gilt bis zu einer Böschungshöhe von maximal ca. 4 m). Unter dem Grundwas-serspiegel ist zu erwarten, dass die Böschungen in den siltig-sandigen Seeablagerungen so-wie im sandig-kiesigen Schotter selbst bei der Wahl flacher Neigungen längerfristig kaum stabil sind. In diesem Fall sollten die Böschungen ab einem Voraushubniveau mit dem Ein-satz eines Wellpoint-Systems stabilisiert werden. Im Schutz eines Wellpoint-Systems können die Böschungsneigungen erfahrungsgemäss mit 1:1 ausgebildet werden (gilt bis zu einer Bö-schungshöhe von maximal ca. 4 m). Zudem empfehlen wir, sandige und sandig-kiesige Bö-schungspartien mit einer Plastikfolie abzudecken und vor Meteorwasserzutritt und damit verbundenen Ausschwemmungen zu schützen.

Falls die Böschungen kurzfristig standfest bleiben, wäre es auch denkbar, die Böschungen mit einer unter die Aushubsohle eingebundenen Betonauflage (perforierter Konstruktions-beton mit Armierungsnetz) zu sichern. Filterbetonauflagen dürfen aus Gründen des qualita-tiven Grundwasserschutzes im Gewässerschutzbereich Au nicht verwendet resp. müssten nachträglich wieder entfernt werden (Kapitel 4.3). Steilere Böschungen als oben angegeben müssen mit einer leicht geneigten Bodenvernagelung oder mit einem vertikalen Baugruben-abschluss (z.B. einer Rühl- oder Pfahlwand) gesichert werden.

Auflasten und Materialdeponien müssen aus Stabilitätsgründen genügend weit von der Bö-schungskrone entfernt angeordnet werden. Der Abstand muss mindestens so gross sein wie die vertikale Böschungshöhe.

Vertikaler Baugrubenabschluss

Bei knappen Platzverhältnissen (z.B. bei zwei oder drei Untergeschossen) kommt nur ein ver-

tikaler resp. fast vertikaler Baugrubenabschluss in Frage. Dieser kann allenfalls mit einem klei-nen Voraushub kombiniert werden. Dabei ist neben einer gebohrten Rühlwand auch eine aufgelöste Pfahlwand oder eine (leicht geneigte) Bodenvernagelung denkbar. Eine gerammte resp. einvibrierte Spundwand ist wegen der mehrheitlich hoch liegenden Moränenobergren-


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ze kaum bzw. nur örtlich (z.B. am östlichen Rand des Projektperimeters entlang der Bahnlinie) möglich.

Bei einer Bodenvernagelung sind im Vergleich zu einer Rühl- oder Pfahlwand deutlich grös-sere Wanddeformationen zu erwarten, welche an nahe liegenden Strassen und darin verleg-ten Werkleitungen zu Schäden führen können. Zur Begrenzung der Deformationen ist des-halb zu empfehlen, die Nägel im oberen Wandbereich mit vorgespannten Ankern (keine Nägel) zu ergänzen. Bei der Wahl einer Rühlwand sollte diese über die Eckbereiche aus-gespriesst werden (Eckspriesse).

Es ist denkbar, dass unter dem Grundwasserspiegel in siltig-sandigen und sandig-kiesigen Partien Probleme mit der Ausfachung auftreten. Falls diese selbst mit kleinen Ausfachungse-tappen nicht bewältigt werden können, müsste als kurzfristige Bauhilfsmassnahme ab dem Wasserspiegelniveau ein schräg durch die Wand gebohrtes Wellpoint-System zur lokalen Ab-senkung des Wasserspiegels bis unter die Aushubsohle ins Auge gefasst werden. Nach er-folgter Ausfachung kann das Wellpoint-System rasch wieder abgestellt werden. Die Bau-grubenwand muss wasserdurchlässig ausgebildet resp. perforiert werden, damit sich zu keiner Zeit ein Wasserdruck hinter der Wand aufbauen kann.

Die zu erwartenden Deformationen, die einzelnen Bauzustände und die Gesamtstabilität müssen unter Berücksichtigung des gegen die Baugrubensohle geneigten Wasserspiegels rechnerisch nachgewiesen werden.

Die Ausarbeitung des Überwachungskonzeptes liegt im Verantwortungsbereich des projek-tierenden Ingenieurs.

6.6 Bauwasserhaltung

Selbst bei der Wahl von nur einem Untergeschoss dürften die Aushubsohlen grösstenteils unter den Grundwasserspiegel zu liegen kommen.

Unabhängig davon, ob zur Böschungsstabilisierung oder zur Ausfachung des Baugrubenab-schlusses ein Wellpoint-System notwendig ist, muss zur Trockenhaltung der Baugrube eine offene Wasserhaltung mittels Pumpensümpfen, allenfalls ergänzt mit einzelnen Drainage-strängen, vorgesehen werden. Generell ist nur mit einem relativ geringen Grundwasseranfall zu rechnen. Einzig aus dem sandig-kiesigen Schotter ist ein etwas grösserer Grundwasseran-fall zu erwarten. Die Wasserhaltung muss deshalb vor allem auf den massgebenden Meteor-wasseranfall dimensioniert werden.

Innerhalb der Oberflächenschichten muss auch mit dem Vorhandensein von Torfschichten gerechnet werden, so dass eine offene Wasserhaltung – auch bei einer untiefen Baugrube – im ungünstigen Falle zu Setzungen und entsprechenden Schäden an benachbarten Infra-strukturen oder Gebäuden führen kann, da der Grundwasserspiegel auch ausserhalb der Baugrube abgesenkt wird. Zur Risikominimierung ist somit insbesondere am östlichen Rand des Projektperimeters entlang der Bahnlinie auch eine Lösung mit einer geschlossenen Spundwand zu prüfen, bei welcher der Grundwasserspiegel ausserhalb der Baugrube nicht oder nur geringfügig abgesenkt wird (Kapitel 6.5).

Die Ableitung des in der Baugrube anfallenden Wassers hat nach SIA-Empfehlung 431 zu er-folgen. Danach sollte das Baugrubenabwasser unter Vorschaltung eines Absetzbeckens in


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die Schmutzwasserkanalisation bzw. in die Kläranlage abgeleitet werden. Eine Einleitung in einen Meteor- oder Reinabwasserkanal ist nur mit Bewilligung der zuständigen Behörde und unter Einhaltung der Einleitbedingungen gestattet.

6.7 Trockenhaltung der Untergeschosse

Wie bereits erwähnt, dürften die Gebäudesohlen durchwegs unter den Grundwasserspiegel zu liegen kommen. Gemäss heutiger Praxis des Kantonalen Amtes für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL) wird eine permanente Grundwasserspiegelabsenkung mit basalen Sicker-leitungen zur Trockenhaltung der Untergeschosse prinzipiell nicht toleriert. Dies bedeutet, dass die Untergeschosse bis über das Niveau eines mutmasslichen Höchsthochwasser-standes isoliert resp. vollständig wasserdicht ausgebildet sowie auf den entsprechenden Wasserdruck resp. Auftrieb dimensioniert werden müssen.

Angaben über mögliche Hochwasserstände sind nicht vorhanden. Wir empfehlen vorder-hand davon auszugehen, dass bei extremen Hochwasserständen mit einem Grundwasser-spiegel praktisch an der Geländeoberfläche gerechnet werden muss.

Es ist zu prüfen, ob in diesem Fall die Sicherheit gegen Aufschwimmen, z.B. im Bereich von auskragenden Tiefgaragenteilen, noch gewährleistet ist. Mit einer hoch liegenden Sickerlei-tung («Spitzenbrecherdrainage») kann der Wasserdruck resp. Auftrieb auf einen obersten Grenzwert beschränkt werden. Bei dieser Lösung ist der in Rechnung zu setzende maximale Wasserdruck zum vornherein klar definiert. Diese Lösung bedarf aber der Zustimmung der zuständigen Behörde.

Als Auftriebs-Sicherungsmassnahme stehen gebohrte Zugpfähle im Vordergrund, welche be-liebig tief in die Moräne resp. Molasse eingebunden werden können.

6.8 Grundwasser-Ersatzmassnahmen

Im vorliegenden Fall sind Grundwasser-Ersatzmassnahmen weniger im Hinblick auf den Er-halt der Durchflusskapazität der ohnehin nur mässig durchlässigen Lockergesteinsschichten vorzusehen. Vielmehr sollen damit unzulässige Auf- und Rückstausituationen infolge der grossflächigen Einbauten und damit nachteilige Auswirkungen auf Rechte Dritter vermieden werden.

Mit Hilfe der Ersatzmassnahmen muss gewährleistet werden, dass das hangseitig in geringen Mengen zuströmende Grundwasser die Gebäudekörper um- resp. untersickern kann. Dabei darf aber auch keinesfalls eine erhöhte Drainagewirkung auf das hangseitige Grundwasser ausgeübt werden, da dies einen unerwünschten Anstieg des Grundwasserspiegels auf der Ostseite, im SBB-Gleisbereich, zur Folge haben könnte.

Als Ersatzmassnahmen resp. Strömungshilfen kommen beispielsweise einzelne sandig-kiesige Sickerbahnen unter der Bodenplatte in Kombination mit einer durchlässigen Gebäu-dehinterfüllung in Betracht. Anstelle von kiesigen Hinterfüllungen sind – insbesondere bei knappen Platzverhältnissen – auch so genannte Drainagematten (z.B. Enkadrain) auf den Ge-bäudeaussenwänden denkbar.


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7 DACHWASSERVERSICKERUNG

Zur Gewährleistung der Grundwasserneubildung und zur Entlastung der Kanalisation muss nicht verschmutztes Abwasser von Dachflächen, Strassen, Wegen und Plätzen wenn immer möglich an Ort und Stelle zur Versickerung gebracht werden (Eidg. Gewässerschutzgesetz GSchG vom 24.1.1991, Art. 7.2). Ist eine Versickerung auf Grund der örtlichen Verhältnisse nicht möglich, so kann das anfallende Meteorabwasser mit Bewilligung der kantonalen resp. kommunalen Behörde in einen Meteor- bzw. einen Reinabwasserkanal oder direkt in ein oberirdisches Gewässer eingeleitet werden. Dabei sind nach Möglichkeit Rückhaltemass-nahmen zu treffen, damit das Wasser bei grossem Anfall gleichmässig abfliessen kann.

Die «Richtlinie zur Versickerung, Retention und Ableitung von Niederschlagswasser in Sied-lungsgebieten» (VSA, 2002 mit Ergänzungen 2004) sowie die «Richtlinie und Praxishilfe Re-genwasserentsorgung» (AWEL, 2005) enthalten die wichtigsten Grundsätze zur Entsorgung von Regenwasser und praktische Hilfen zu deren Umsetzung.

Die Oberflächenschichten und die Seeablagerungen weisen aufgrund ihrer feinkörnigen Zu-sammensetzung nur eine geringe Wasserdurchlässigkeit und damit auch nur ein sehr kleines Schluckvermögen auf. Der Grundwasserspiegel liegt zudem bereits im natürlichen Zustand relativ hoch, was dazu führt, dass die nur geringmächtigen und beschränkt durchlässigen Schotterschichten vollständig wassergesättigt sind. Zudem ist zu erwarten, dass der Grund-wasserspiegel nach intensiven Niederschlägen noch weiter ansteigen kann. Unter diesen Voraussetzungen ist im vorliegenden Fall eine konzentrierte Versickerung des Dachwassers auf dem Projektareal stark erschwert. In der Versickerungskarte von Illnau-Effretikon [5] ist denn auch der Projektperimeter zwar als Gebiet ausgeschieden, wo mässig gute Versicke-rungsmöglichkeiten zu erwarten sind, diese aber durch die Lage des Grundwasserspiegels bzw. des nur geringen Flurabstandes eingeschränkt sind. Das anfallende Dachwasser muss deshalb voraussichtlich einer geeigneten Vorflut, z.B. einer Meteorwasserleitung, zugeführt werden.

Es sollten jedoch Retentionsmöglichkeiten für das Meteorwasser vorgesehen werden. Für die Schaffung von oberflächlichem Retentionsvolumen kämen z.B. nicht begehbare Flachdach-Flächen in Frage. Diese könnten zudem extensiv begrünt werden. Mit Hilfe von solchen Massnahmen kann der zunehmenden Verschärfung der Hochwasserspitzen-Abflüsse in der Kanalisation resp. in Vorflutern entgegengewirkt werden.

Wege und Plätze können mit durchlässigen Belägen versehen werden, so dass das Wasser via die sandig-kiesige Fundationsschicht flächenhaft im Untergrund versickern kann. Der nicht versickerbare Anteil des Wassers ist auf angrenzende Grünflächen zu leiten, wo das Wasser verlaufen und diffus versickern wird. Dabei ist das Gelände niveaumässig so zu gestalten, dass das Wasser überall vom Gebäude weg fliesst. Dies gilt insbesondere auch für die Berei-che mit Lichtschächten, welche im Hinblick auf eine Überflutung der Untergeschosse ein Ri-siko darstellen.


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8 WÄRMENUTZUNG AUS GRUNDWASSER UND UNTERGRUND

Grundwasser-Wärmenutzung

Eine direkte Nutzung von Grundwasser zur Kälte- und Wärmegewinnung setzt das Vorhan-densein eines ausreichend ergiebigen Grundwasserleiters voraus. Aufgrund der hydrogeolo-gischen Verhältnisse schliessen wir daher eine thermische Grundwassernutzung im Arealteil westlich der Bahnhofstrasse zum vornherein aus.

Im Zentrums- und im Nordteil der geplanten Überbauung werden zwar Grundwasser füh-rende Schichten erwartet. Die Durchlässigkeit und Mächtigkeit dieser kiesigen Schichten ist aber örtlich sehr unterschiedlich und es liegt kein eigentliches nutzbares Grundwasservor-kommen vor (vgl. Kap. 4.2). Die Voraussetzungen für eine Grundwasserentnahme zur Kälte- und Wärmegewinnung sind auch in diesem Bereich vergleichsweise ungünstig, so dass bes-tenfalls kleinere Wassermengen (< 500 l/min) genutzt werden können.

Zur Abklärungen der Nutzungsmöglichkeiten des vorhandenen Grundwassers empfehlen wir, in einer ersten Phase eine oder allenfalls zwei Kernbohrungen im südlichen Teil des Pro-jektperimeters niederzubringen und bei Antreffen ausreichend mächtiger, grundwasserfüh-render Schichten diese zu Klein-Filterbrunnen auszubauen. Durch Kurzpumpversuche in diesen Filterbrunnen können anschliessend die Schotter-Durchlässigkeit ermittelt und die Möglichkeiten für eine thermische Grundwassernutzung genauer beurteilt werden. Falls mit den Untersuchungen eine ausreichende Grundwasserentnahme nachgewiesen werden kann, so müssten in einer zweiten Phase die hydrogeologischen Voraussetzungen für die Rückgabe des thermisch genutzten Grundwassers im Nordteil des Projektareals abgeklärt werden.

In Anbetracht des Wärmeleistungsbedarfs von 1.4 MW ist zum vornherein klar, dass das vor-handene Grundwasser – falls überhaupt – nur eine relativ kleine Teildeckung erlauben wird.

Erdwärmenutzung (untiefe Geothermie)

Gemäss Wärmenutzungsatlas des Kantons Zürich ist der Nord- und Zentrumsteil der Zone D,

und der Westteil der Zone F zugeordnet (Figur 4).

In beiden Zonen ist der Bau von Erdwärmesonden-Anlagen grundsätzlich zulässig ist. Die Anzahl und Länge der Bohrungen richtet sich nach der Leistung der Heizanlage und der Ent-zugsleistung des Untergrundes (SIA 384/6).


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Figur 4: Ausschnitt aus dem Wärmenutzungsatlas des Kantons Zürich, Massstab 1:10'000 (www.gis.zh.ch)



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Für grössere Erdwärmesonden-Anlagen mit einer Kälteentzugsleistung > 100 kW verlangt das AWEL in der Regel einen Nachweis nach SIA 384/6 bezüglich dem thermischen Langzeit-verhalten während 50 Betriebsjahren.

Zürich, 3. September 2012 Dr. Heinrich Jäckli AG �� (PDF-Ausdruck) Km/La Sachbearbeiter:

Manuel Kormann, dipl. Bauingenieur ETH

Walter Labhart, Dr. sc.nat. Geologe

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Zentrumsentwicklung MITTIM Illnau-Effretikon / ZH ... · Zentrumsentwicklung MITTIM, Illnau-Effretikon / ZH Geologisch-hydrogeologischer und geotechnischer Bericht 3. September 2012