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DR. SPANG
INGENIEURGESELLSCHAFT FÜR BAUWESEN, GEOLOGIE UND UMWELTTECHNIK MBH
OB ProjektBau GmbH
Regionalbereich Mitte
I. BT -MI-B(22)
Hahnstraße 49
60528 Frankfurt a. Main
Projekt-Nr. Datei Diktat 34.3462 P3462B-EÜFriedberger_131216 FeM/e
Büro Witten
5-Bahn Rhein-Main, 56, Baustufe 2
Bad Vilbel - Friedberg
EÜ Friedberger Straße km 172,639
- Baugrundgutachten -
Datum 16.12.2013
Vertragsnummer: TEI-M-A-000/12/328615
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, zentrale@dr-spang.de http://www.dr-spang.de
Niederlassungen: 09599 Freiberg/Sachsen, Halsbrücker Str. 34, Tel. (03731) 798 789-0, Fax 798 789-20, freiberg@dr-spang.de 73734 Esslingen/Neckar, Weilstr. 29, Tel. (0711) 351 30 49-0, Fax 351 30 49-19, esslingen@dr-spang.de 06618 Naumburg, H.-von-Stephan-Piatz 1, Tel. (03445) 762-0, Fax 762-162, naumburg@dr-spang.de 90491 Nürnberg, Erlenstegenstr. 72, Tel. (0911) 964 56 65-0, Fax 964 56 65-5, nuernberg@dr-spang.de
Banken: Deutsche Bank AG, Witten, I BAN: DE42 4307 0024 0813 9511 00, BIC: DEUTDEDB430 Stadtsparkasse Witten , IBAN: DE59 4525 0035 0000 0049 11, BIC: WELADED1WTN
DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 2 16.12.2013
INHALT SEITE
1. ALLGEMEINES 4 1.1 Projekt I Bauwerk 4
1.2 Unterlagen 4
1.3 Untersuchungen 5
2. GEOTECHNISCHE VERHÄLTNISSE 6
2.1 Morphologie, Vegetation und Bebauung 6
2.2 Baugrund 6
2.3 Hydrogeologie I Grundwasser 8
2.4 Geotechnische Besonderheiten 10
3. BODENKENNWERTE 10 3.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke 10
3.2 Bodenkennwerte 11
4. FOLGERUNGEN 12 4.1 Gründung 12
4.2 Baugrube 13
4.3 Grundwasserhaltung 13
4.4 Nachbarbebauung 13
4.5 Zusammenfassende Bewertung 14
5. EMPFEHLUNGEN 15 5.1 Gründung 15
5.2 Baugruben 17
5.3 Hilfsbrücken 19
5.4 Wasserhaltung I Abdichtung 20
5.5 Hinterfüllung 21
5.6 Sonstige Empfehlungen 21
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DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 3 16.12.2013
6. ANLAGEN
Anlage 1: Lageplan mit Aufschlusspunkten, 1 : 100 (1)
Anlage 2: Geotechnische Schnitte 1 : 100 (2)
P3462B-E0Frledberger_131216.docx
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Projekt: 34.3462 Seite 4 16.12.2013
1. ALLGEMEINES
1.1 Projekt I Bauwerk
Die geplante EÜ Friedberger Straße stellt gemäß [U 1 ], entsprechend der Verbreiterung der Bahn
anlagen, einen nach Westen erweiterten Ersatzneubau des dort bestehenden Überführungsbau
werks dar. Die Bahnanlagen liegen im entsprechenden Bereich in Dammlage. Die geplante EÜ
wird voraussichtlich in zwei Teilabschnitten erstellt. Gemäß vorliegender Planunterlagen [U 1] be
trägt die Stützweite im östlichen Teilabschnitt der geplanten EÜ 14,80 m bei einer Lichten Weite
von 13,50 m. Die Stützweite im westlichen Teilabschnitt der geplanten EÜ beträgt 18,70 m bei ei
ner Lichten Weite von 16,87 m. Die Gründung der Widerlager ist gemäß der Planunterlagen [U 1]
als Tiefgründung mit Pfahlkopfplattensohlen im westlichen Teilabschnitt bei 121 ,55 m NHN und im
östlichen Bereich bei 121,1 m NHN geplant. Des Weiteren befindet sich im westlichen Teilabschnitt
ein 1, 60 m breites Streifenfundament für die dort geplante Stahlbetonvorwand. Die Gründung des
Streifenfundamentes erfolgt gemäß [U 1] auf 121,95 m NHN.
1.2 Unterlagen
Es wurden die nachfolgend aufgeführten Unterlagen verwendet:
[U 1] Bauwerksentwurf, EÜ Friedberger/B3, BW-EÜ Bau-km 172,639 Strecke 3900; Bau
werksplan, Ansicht und Schnitte; Ingenieurgemeinschaft Setzpfand, Weimar, 08/2013.
[U 2] Geotechnisches und hydrogeologisches Gutachten, S-Bahn Rhein/Main, 4-gleisiger
Ausbau Bad Viibel- Friedberg, km 182,792- km 165,917; Prof. Dipl.-lng H. Quick Inge
nieure und Geologen GmbH, Darmstadt, 26.04.2010.
[U 3] Geologisch-geotechnischer Bericht Objekt 3111, EÜ Friedberger Straße B3, km
172,641; Prof. Dipl.-lng H. Quick Ingenieure und Geologen GmbH, Darmstadt, 15.02.2010.
[U 4] Geotechnische Empfehlungen S-Bahn Rhein/Main, Bad Viibel - Friedberg, Strecke
3900 km 165,900- km 183,095; Dr. Spang GmbH, Witten, 16.04.2012.
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Projekt: 34.3462 Seite 5 16.12.2013
[U 5] Grundbau-Taschenbuch; Ernst & Sohn Verlag; Berlin, 2009.
[U 6] Geologische Karte, Geologische Karte von Hessen 1 :25.000, Blatt 5718 llbenstadt;
Hessisches Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden, 1999.
1.3 Untersuchungen
Im Jahr 2013 wurden 2 Kernbohrung (BK) nach DIN EN ISO 22475-1:2007-01 als Trocken- und
Seilkernbohrung abgeteuft. Der Bohrdurchmesser lag zwischen 178 mm und 220 mm. Des Weite
ren wurden in BK 549 10 Bohrlochrammsondierungen (SPT) und in BK 548 13 Bohrlochrammson
dierungen (SPT) durchgeführt.
Aus der Bauwerkserkundung der 1. EKP [U 2] stehen 2 Kernbohrungen (BK) und 2 Kleinrammboh
rungen (BS) sowie 2 Schwere Rammsondierungen und 2 Leichte Rammsondierungen zur Verfü
gung. Alle Aufschlusspunkte sind im Lageplan (Anlage 1) dargestellt.
Aufschlussbezeichnung ca. Strecken- Ansatzhöhe Endteufe Endteufe km [m NHN] [m NHN] [m u. GOF]
1. EKP [U 2]
BK 111 172,655 123,74 108,74 15,0
BK 112 (GWM) 172,630 124,22 109,22 15,0
BS 110 172,620 128,83 124,83 4,0
BS 113 172,660 129,07 125,07 4,0
DPH 111 172,655 123,74 113,04 10,7
DPH 112 172,630 124,22 109,62 14,6
DPL 110 172,620 128,83 128,83 8,0
DPL 113 172,660 129,07 121,57 7,5
2. EKP
BK 548 172,655 123,89 93,89 30 ,0
BK 549 172,625 124,32 89,32 35,0
Tabelle 1.2-1: Bauwerksrelevante Baugrundaufschlüsse
P34626-EÜFriedberger_131216.docx
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Projekt: 34.3462 Seite 6 16.12.2013
Das Bohrgut wurde nach den Maßgaben der DIN EN ISO 14 688 geotechnisch aufgenommen und
nach DIN 18 196 gruppiert sowie nach DIN 18 300 klassifiziert. Die Ergebnisse der Bohrgutauf
nahmen der 2. EKP sind gemäß DIN 4023 in Anlage 4.1 (BS) bzw. 4.3 (BK) im Streckengutachten
dargestellt.
Alle Aufschlüsse wurden Iage- und höhenmäßig eingemessen. Die Lage der Aufschlusspunkte ist
in der Anlage 1 dargestellt.
2. GEOTECHNISCHE VERHÄLTNISSE
2.1 Morphologie, Vegetation und Bebauung
Die bestehende EÜ Friedberger Straße liegt ca. 300 m nordöstlich des Bahnhofs Nieder-Wöllstadt
im urbanen Siedlungsgebiet von Nieder-Wöllstadt. Die bestehende Strecke verläuft im entspre
chenden Bereich in Dammlage. Die umgebene Bebauung besteht größtenteils aus Wohnbebau
ung mit Gärten.
Entsprechend ist nur untergeordnet Bewuchs im Bereich der Brücke vorhanden . Auf den Bahn
dammböschungen sind Sträucher und Grasbewuchs zu beobachten.
2.2 Baugrund
Die verwendeten Schichtbezeichnungen sind zur Vereinfachung dem geotechnischen und hydro
geologischen Gutachten und dem geologisch-geotechnischen Bericht Objekt 4113 (EÜ Feldweg
(Heidenstockweg), km 170,516) der Prof. Dipl.-lng H. Quick Ingenieure und Geologen GmbH (sie
he [U 2] und [U 3] entnommen und in Tab 2.2-1 aufgeführt.
Schicht Nr. Schicht Nr. nach [U 2], Schichtbezeichnung
nach [U 2] Anlage 3
0 - Oberboden (Mutterboden)
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Projekt: 34.3462 Seite 7 16.12.2013
Schicht Nr. Schicht Nr. nach [U 2], Schichtbezeichnung
nach [U 2] Anlage 3
1 I Künstliche Auffüllungen
2 II Quartäre Tone und Schluffe
3 III Quartäre Sande und Kiese
4 IV Jungtertiäre Tone und Schluffe
5 V Jungtertiäre Sande und Kiese
6 VI Zersetzter Deckenbasalt mit jungtertiären Sanden
und Kiesen
7a/b VII Wechsellagerung Landschneckenmergel und
Hydrobienschichten
8a/b VIII Cerithienschichten und Cyrenenmergelgruppe
Tabelle 2.2-1: Schichtbezeichnungen gemäß [U 2] und [U 3]
ln der nachfolgenden Tabelle 2.2-2 ist der im Baufeld angetroffene, generalisierte Bodenaufbau
zusammengefasst. Auf die Abbildung des geotechnischen Modells in der Anlage 2 wird verwiesen.
Schicht Bezeichnung Schicht- Schicht-UK Bodenbeschreibung Nr. mächtigkeit
[m] [m NN] Kornverteilung I Far- Konsistenz I Lage-
be rungsdlchte
A; A[X, g, s, u]; A[G] ;
Künstliche Auffül- 0,1-3,8 ~ 119,9 A[S, U, g, x],
1 > 4 0 1) < 124,8 1
) A[U, fS, t'] 1
> -Iungen I graubraun, schwarz,
grau, braun
Quartäre Tone und U, fs; T, u, s; U, s, t;
2 Schluffe
0,0-4,5 ~ 115,6 rotbraun, gelbbraun, weich bis steif graubraun, braun
S, u; G, s, u;
3 Quartäre Sande
0,5- 3,4 ~ 115,1 G, S, u, X
mitteldicht und Kiese rotbraun, gelbbraun,
graubraun, braun
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DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 8 16.12.2013
Schicht Bezeichnung Schicht- Schicht-UK Bodenbeschreibung Nr. mächtigkeit
U, fs; T, u; U, s, t; U, t; U, T;
4 Jungtertiäre Tone
0,1-4,4 < 88 9 2) hell grau, dunkel
steif bis fest und Schluffe ' grau, grüngrau,
gelbgrau, blaugrau, grün
fS; G, s, u; mS, g; fS, ms; fS, u;
5 Jungtertiäre Sande
0,4- 5,1 < 88,9 2)
hell grau, dunkel mitteldicht bis und Kiese grau, grüngrau, dicht
gelbgrau, blaugrau, grün
1) Bahndamm (BS 72) 2) Wechselfolge Schicht 4 und 5
Tabelle 2.2-2: Baugrundaufbau
2.3 Hydrogeologie I Grundwasser
Die hydrogeologischen Verhältnisse sind im Projektgebiet maßgeblich von den nahegelegenem
Vorfluter, der Nidda geprägt. Nach [U 6] sind im Projektgebiet die pleistozänen Porengrundwasser
leiter kennzeichnend.
Am Standort ist die Grundwasserführung in den Sanden der Schicht 5 ausgebildet. Die generelle
Grundwasserfließrichtung verläuft auf die Nidda zu, was am Standort vorwiegend in südwestlicher
Richtung bedeutet.
Grundwasser wurde in allen Kernbohrungen angetroffen (siehe Tabelle 2.3-1 ).
Aufschluss- ca. Strecken- Grundwasserstand bezeichnung kilometer [km] [m u. GOF] (m u. NHN]
gernessen am
BK 111 172,655 4,6 11914 1) -'
BK 112 (GWM) 172,630 4,6 119 60 1)
' KW 47/2009
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Projekt: 34.3462 Seite 9 16.12.2013
Aufschluss- ca. Strecken- Grundwasserstand bezeichnung kilometer [km] [m u. GOF] I [m u. NHN]
gemessen am l
BK 548 172,655 4,6 119,29 14.10.2013
BK549 172,625 6,0 117,89 06.08.2013 1) Druckwasserspiegel
Tabelle 2.3-1 : Grundwasserstände EÜ km 172,639
Es ist mit subartesisch gespannten Grundwasserverhältnissen zu rechnen. Gemäß [U 3] befindet
sich das Energieniveau des Grundwassers teilweise bis zu ca. 3,9 m über der Grundwasserfüh
renden Schicht 5.
Bemessungswasserstand:
Bauwasserstand:
121,0 m NHN,
120,0 m NHN,
Das Baufeld liegt im Heilquellenschutzgebiete Zone 1.
Aufgrund der in [U 3] gemachten Untersuchungen der hydrochemischen Eigenschaften wurde das
Grundwasser im relevanten Projektgebiet entsprechend den Analyseergebnissen nach DIN 4030
als nicht betonangreifend klassifiziert. An Störungszonen, die das Projektgebiet durchziehen, kön
nen nach [U 6] kohlensäurehaltigen Mineralwässern und C02 aufsteigen, so dass empfohlen wird ,
vorsorglich die Expositionsklasse XA 2 anzusetzen.
Die Durchlässigkeiten für die angetroffenen Bodenschichten können gemäß Tabelle 2.3-2 ange
setzt werden .
Schicht Nr. Schichtbezeichnung Durchlässigkeilsbeiwert kt
[m/s]
1 Künstliche Auffüllungen 1 x 1 o·6 bis 5 x 1 o-9
2 Quartäre Tone und Schluffe 1 X 10-6 biS 1 X 10"10
3 Quartäre Sande und Kiese 1 x 1 o·3 bis 1 x 10·6
4 Jungtertiäre Tone und Schluffe 1 X 10·6 bis 1 X 10-10
5 Jungtertiäre Sande und Kiese 1 x 1 o-3 bis 1 x 1 o-6
Tabelle 2.3-2: Durchlässigkeilen
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Projekt: 34.3462 Seite 10 16.12.2013
2.4 Geotechnische Besonderheiten
Nach DIN EN 1998-1/NA liegt das Bauvorhaben in der Erdbebenzone 0. Es ist daher von einem
Intensitätsintervall 6,0 ::;; I < 6,5 auszugehen. Das Projektgebiet ist in die geologische Untergrund
klasse S (Gebiete tiefer Beckenstrukturen mit mächtiger Sedimentfüllung) einzugruppieren. Das
Projektgebiet ist in die Baugrundklasse C (feinkörnige Lockergesteine in mindestens steifer Kon
sistenz) einzugruppieren.
Der untersuchte Streckenabschnitt befindet sich nach Ril 836 im Frosteinwirkungsgebiet I.
Die Rammfähigkeit der Bodenschichten für Spundwände, Stahlträger und Rammpfähle ist wie in
der nachfolgenden Tabelle 2.4-1 zusammengestellt einzuschätzen.
ln den Auffüllungen muss wegen Steinen oder anthropogenen Bestandteilen z. T. mit schwerer bis
schwerster Rammfähigkeit oder auch fehlender Rammfähigkeit gerechnet werden .
Schicht-Nr. Boden Rammbarkeit
1 Künstliche Auffüllungen leicht bis schwer
2 Quartäre Tone und Schluffe leicht bis mittelschwer
3 Quartäre Sande und Kiese leicht bis mittelschwer
4 Jungtertiäre Tone und Schluffe leicht bis mittelschwer
5 Jungtertiäre Sande und Kiese mittelschwer bis schwer
Tabelle 2.4-1: Rammbarkeil der anstehenden Schichten
3. BODENKENNWERTE
3.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke
Nach den Erkundungsergebnissen sowie den Archivunterlagen lassen sich die im Projektgebiet zu
erwartenden Böden wie folgt geotechnisch klassifizieren.
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Projekt: 34.3462 Seite 11 16.12.2013
Schicht- Klassifizie- Klassifizie- Klassifizie-Frostempfind- Verdicht-Bodenart rung nach rung nach rung nach Nr.
1
2
3
4
5
'I
2)
3)
4)
5)
6)
DIN 18196 DIN 18 300 DIN 18301
Künstliche Auf-A - -
füllungen
Quartäre Tone TL, TM, UM, 88 2, tlw. UL, SU*
4- 5 (2) 3)
88 1 u. 88 3 und Schluffe
Quartäre Sande SW, GW, SU, 3-5 8N 1- 8N 2
GU und Kiese
Jungtertiäre
Tone und TL, TM, TA, 4 - 5 (2) 3
) 88 2, tlw.
UM, SU" 88 1 U. 88 3
Schluffe
Jungtertiäre
Sande und Kie- SW, SE, SU 3-4 8N 1- 8N 2
se Nach ZTVE StB 09, Tab. 1 (F1 n1cht frostempfindhch, F3 sehr frostempfmdhch). V1 = verdichtbar, V2 = eingeschränkt verdichtbar V3 = schwer verdichtbar.
lichkeit1, barkeif,
- -
V2- V 3 F3 tlw. nicht
verdichtbar
F 2, tlw. V1 F 1
V2-V3 F 2- F3 tlw. nicht
verdichtbar
F 2, tlw. V1 F 1
Der angegebene Boden kann bei Wassersättigung infolge Störung der Lagerung in Bodenklasse 2 nach DIN 18 300 übergehen. Je nach Steinanteil (große Steine I Blöcke, in Auffüllungen auch Schutt, Altbebauungsreste), i.d.R. 3- 5, jedoch durch Steinanteil Einstufung bis Kl. 7 nach DIN 18 300 möglich. Bezeichnung nach DIN 4023 kohäsionslose, enggestufte Fein- I Mittelsande können bei Entlastung unter dem Grundwasser kurzzeitig in Bodenklasse 2 nach DIN 18 300 übergehen und sie sind schlecht verdichtbar (V3).
Tabelle 3.1-1: Bodenklassifizierung
3.2 Bodenkennwerte
Auf der Basis der Untersuchungen und von umfangreichen Erfahrungen mit den im Projektgebiet
anstehenden Böden lassen sich die in Tabelle 3.2-1 zusammengestellten charakteristischen Bo
denkennwerte angeben . Lokale Abweichungen sind möglich .
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DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 12 16.12.2013
Wichte Wichte Re I- Kohl- Undrai- Steife-
Schicht feuchter unter Auf- bungs- sion nierte Ko- modul
Nr. Bezeichnung Boden trieb winkel häslon
Yk Yk' cpk' ck• Cu,k Es,k 1)
[kN/m3) [kNI.r) rJ [kN/m2) (kN/m2) [MN/m2)
Künstliche Auf-18-20 8- 11 1 - - - -
füllungen
Quartäre Tone 19-21 9- 11 22,5-27,5 0- 10 20-50 1 - 12 2
und Schluffe
Quartäre San-19,5-21 ,5 9,5-11,5 32-37 25-75 3 - -
de und Kiese
Jungtertiäre
4 Tone und 19-21 9- 11 25,0- 30,0 10- 15 40-80 20-30
Schluffe
Jungtertiäre
5 Sande und Kie- 20-22 10- 12 32,5- 37,5 - - 50- 100
se ..
1) Ermittlung des Steifemoduls Es.k fur den Laststeigerungsbereich 0 b1s 300 kN/m2
Tabelle 3.2-1: Charakteristische Bodenkennwerte
4. FOLGERUNGEN
4.1 Gründung
Der geplante Neubau der EÜ Friedberger Straße soll gemäß [U 1] über Bohrpfähle gegründet wer
den. Nach den Aufschlussergebnissen (siehe Kapitel 2.2 und Anlage 2) liegen die
Pfahlaufstandebenen voraussichtlich in den wechselgelagerten Schichten 4 und 5. Die genauen
Tiefenlagen der Pfahlaufstandsebenen liegen bis dato nicht vor.
Eine Flachgründung der Widerlager ist, aufgrund des voraussichtlich inhomogenen Baugrundauf
baus und der nur mittleren Tragfähigkeit der anstehenden bindigen Böden nicht zu empfehlen. Die
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DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 13 16.12.2013
Stahlbetonvorwand im westlichen Bereich der EÜ kann über ein Streifenfundament gegründet
werden.
4.2 Baugrube
Die Baugruben für die Pfahlkopfplatten können geböscht angelegt werden. Der Baugrubenbereich
zum Bahndamm ist bei einer abschnittsweisen Erstellung der EÜ, aufgrund des anstehenden Ver
kehrswegs verbaut anzulegen. Ein verformungsarmer Verbau ist erforderlich.
Als Verbauarten sind grundsätzlich Bohlträgerwände, Spundwände oder Bohrpfahlwände einsetz
bar.
4.3 Grundwasserhaltung
Gemäß [U 1] liegt der tiefste Baugrubenbereich bei 120,75 m NHN (Gründungsbereich Herdmau
er) bei einem Bauwasserstand gern. Kap. 2.3 von 120,0 m NHN. Ein wasserddruckhaltender Bau
grubenverbau oder ein Absenken des Grundwassers ist voraussichtlich nicht erforderlich .
4.4 Nachbarbebauung
Der Einfluss der Baumaßnahme auf die benachbarte Wohnbebauung und die anstehenden Ver
kehrswege ist aufgrund der geringen Entfernung nicht auszuschließen. Vor Baubeginn sind die an
stehenden Verkehrswege und die Wohnbebauung beweiszusichern. Aufgrund der Lage im Heil
quellenschutzgebietist eine hydrogeologische Beweissicherung erforderlich.
Erschütterungen beim Einrammen der Spundwände sind zu minimieren.
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DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 14 16.12.2013
4.5 Zusammenfassende Bewertung
Aufgrund der zuvor beschriebenen Verhältnisse liegen am Standort für die geplante Gründung ins
gesamt günstige Baugrundeigenschaften vor. Ungünstig sind die baulichen Randbedingungen wie
z. B. Bauen nah an der umgebenden Bebauung und Verkehrswege sowie die Eigenschaften der in
den Baugruben anstehenden bindigen Böden zu beurteilen.
Das Bauvorhaben ist aufgrund seines Schwierigkeitsgrades (Pfahlgründung, Nachbarbebauung)
der Geotechnischen Kategorie 3 zuzuordnen.
Baugrundeigenschaf- günstig mittel ungünstig Bemerkungen ten Tragfähigkeit Tiefgrün-
X Bohrpfähle in Schicht 4 und 5 dung
Tragfähigkeit Flach-X
weiche bindige Schicht 2 in Grün-gründung dungsebene
F rostempfind Ii chkeit X Gründung Pfahlkopfplatte frostsi-eher
Verdichtungsfähigkeit X ungünstige Wassergehalte; V 3 -tlw. nicht verdichtbar
Wiedereinbaufähigkeit X gefördertes Bohrgut, bindige Auffül-Iungen und Auelehme
Lösbarkeit X grundsätzlich gut bohrbar
Grundwasserstand X Baugruben oberhalb Bauwasser-stand
Bodenbelastung X (X) (ggf. in Auffüllungen)
Besonderheiten:
Morphologie X
Nachbarbebauung X grenzt direkt an bestehende Trasse und Wohnbebauung
Tabelle 4.5-1: Klassifizierung der Baugrundverhältnisse.
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DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 15 16.12.2013
5. EMPFEHLUNGEN
5.1 Gründung
Die Ausführung einer Flachgründung für die Widerlager wird aufgrund des inhomogenen Bau
grunds nicht empfohlen.
Für die Ausführung einer Bohrpfahlgründung wird für die Ableitung von Bohrpfahlwiderständen
ohne Probebelastungen in der EA Pfähle eine Pfahleinbindung von mindestens 2,5 m in den trag
fähigen Boden gefordert. Für die Ableitung der Pfahlspitzenwiderstände von Bohrpfählen wird eine
Mächtigkeit der tragfähigen Schicht unter der Pfahlaufstandsfläche von mindestens 1,5 m gefor
dert. Unter aufgefüllten und umgelagerten Böden und gering tragfähigen bindigen Böden stehen
nach den vorliegenden Kernbohrungen und Bohrlochsondierungen (SPT's) im Bereich der geplan
ten EÜ ab ca. 115,6 m NHN ausreichend tragfähige Böden der Schicht 3 sowie der Schichten 4
und 5 in Wechsellagerung an.
Zur Bemessung von Bohrpfählen können die in den Tabellen 5.1-1 aufgeführten charakteristischen
Pfahlmantelreibungswerte und Pfahlspitzendruck, abgeleitet aus der EA Pfähle, angewendet wer
den.
Schicht Pfahlmantelrei- Pfahlspitzendruck Qb,k
bung Qs,k [MN/m2)
Nr. Bezeichnung [MN/m2) s/Ds = 0,02 siD. = 0,03 s/Ds = Sg = 0,10
Künstliche Auf-1 - - - -
füllungen
Quartäre Tone 0,030 0,350 0,450 0,800 2
und Schluffe
Quartäre Sande 0,055 0,550 0,700 1,600 3
und Kiese
P3462B-EÜFriedberger_131216.docx
DR. SPANG
Projekt: 34.3462 Seite 16 16.12.2013
Schicht Pfahlmantelrei- Pfahlspitzendruck qb,k bung q,,k [MN/m2)
Nr. Bezeichnung [MN/mi] s/0, = 0,02 s/0, = 0,03 s/0, = su = 0,10
Wechsellagerung
jungtertiärer To-
4/5 ne und Schluffe 0,050 0,600 0,700 1,200
sowie Sande und
Kiese
Tabelle 5.1-1: Charakteristischer Pfahlspitzendruck für Bohrpfähle
Unterhalb des Grundwasserspiegels sind die Pfähle mit Wasserauflast zu bohren, um einen un
kontrollierten Bodeneintrag über die Pfahlsohle zu vermeiden. Die Regelungen des EC 7, der
DIN EN 1536 und DIN SPEC 18140 sowie der EA-Pfähle sind zu beachten. Beim Abteufen von
Bohrungen ist darauf zu achten, dass in der Schicht 2 ein gespannter Grundwasserspiegel vorlie
gen kann. Unkontrollierter Bodeneintrieb ist unbedingt zu vermeiden.
Horizontale Bettung von Pfahlgründungen: Die charakteristische horizontale Pfahlbettung ks,k
kann nach EC 7, Abschnitt 7.7.3, über den charakteristischen Steifemodul Es,k und den Pfahl
schaftdurchmesser Ds zu ks,k = Es,k I Ds ermittelt werden . Für Ds > 1,0 m ist Ds = 1,0 m anzusetzen.
Für Es,k können die in Tabelle 3-2 angegebenen Werte Es.k angesetzt werden. Bei der Ermittlung
des Bettungsmoduls ist für jede Tiefenlage zu prüfen, ob der ermittelte örtliche Pressungswert an
keiner Stelle die Erdwiderstandspannung eph,k überschreitet. Außerdem ist nachzuweisen, dass der
seitliche Bodenwiderstand nicht größer angesetzt worden ist, als es der Bemessungswert des
Erdwiderstandes für den entsprechenden Teil der Einbindetiefe zulässt.
Bzgl. des Nachweises der horizontalen Pfahlbettung sind die Empfehlungen des Arbeitskreises
"Pfähle" (EA Pfähle) zu beachten. Ebenso sind die Angaben der Ril 836, Modul 4302, Abschnitt 4
zu beachten.
Der Bettungsverlauf sollte erst 1 m unter Gelände einsetzen und linear ab 1 m u. GOF auf einer
Strecke von 3 m ansteigen von 0 MN/m3 bis auf den für diese Schicht zutreffenden Wert.
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Für alle tiefer liegenden Schichten wird der Bettungsverlauf konstant mit dem abgeschätzten Bet
tungsmodul der jeweiligen Schicht festgelegt. Bettungssprünge im Lockergestein sind durch Über
gänge auszugleichen.
Untergeordnete Bauteile wie das Streifenfundament im westlichen Bereich können auch Flachge
gründet werden.
Treten im Bereich der Gründungssohle des Streifenfundaments organische Böden, organische
Einlagerungen (z.B. Holz), nicht gründungsfähige anthropogene Auffüllungen oder weiche bindige
Böden auf, sind diese gegen gut verdichtbaren, rolligen Boden (Bodengruppen gemäß DIN 18 196:
SW, SI, GW, GI), Schotter oder Magerbeton auszutauschen.
Es ist der bemessungswert des Sohlwiderstands gemäß Tabelle 5.1-2 einzuhalten
kleinste Einbindetiefe des Fundaments Bemessungswert aR.d des Sohlwiderstands [m] [kN/m2)
0,5 170
1,0 200
1,5 220
2,0 250
ACHTUNG - D1e angegebenen Werte smd Bemessungswerte des Sohlw1derstands, keme aufnehmbaren Sohldrücke nach DIN 1054:2005-01 und keine zulässigen Bodenpressungen nach DIN 1054:1976-11
Tabelle 5.1-2: Bemessungswert des Sohlwiderstands für Streifenfundamente für bindige ober
flächennahe Schichten bei Fundamentbreiten b bzw. b' von 0,5 m bis 2,0 m
5.2 Baugruben
Die geplante Baugrube liegt oberhalb des bauzeitigen Bemessungswasserstands von 120,0 m
NHN. Baugruben können geböscht nach den Vorgaben der DIN 4124 angelegt werden . Treten wi
der erwarten rollige Böden im Baugrundbereich auf, können diese bauzeitig mit max. 45° geböscht
werden. Die bindigen Böden der Schicht 2 können bei min. steifer Konsistenz mit max. 60° ge-
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böscht werden . Gemäß den Erkundungsdaten können Bereiche der Schicht 2 weich vorliegen. ln
diesem Fall ist der Böschungswinkel auf max. 45 o abzuflachen.
Im Falle einer Herstellung der EÜ in Teilabschnitten gemäß [U 1] unter Bahnbetrieb ist ein Längs
verbau des Bahndamms erforderlich. Für einen verformungsarmen Verbau muss die Verbauwand
eine Rückverankerung oder Aussteifung erhalten. Eine verbaute Baugrube im Nahbereich von Be
standsgleisen ist nach Ril 836 mit einem wenig nachgiebigen oder annähernd unnachgiebigen
Verbau nach EAB (EB 67) zu sichern. Einen solcher Verbau ist auf erhöhten aktiven Erddruck (0,5
x ea + 0,5 e0) zu bemessen, um die Beeinträchtigung der anliegenden Strecken und Verkehrswege
zu minimieren. Der Wandreibungswinkel darf bei Bohlträgerwänden, Spundwänden und Bohr
pfahlwänden zu maximal Öatp = 2/3 cp 'k angesetzt werden.
Gemäß Ril 836.4302, Kap. 7 sind Sohlträgerwände mit Holzausfachung im Druckbereich von Ei
senbahnverkehrslasten nach Modul 836.2001 nicht zulässig . Werden Sohlträgerwände für den
Verbau genutzt, so sind diese mit Spritzbeton oder Stahlbohlen auszufachen. Die Herstellarbeiten
sind kontinuierlich durch geeignetes Fachpersonal zu überwachen.
Für eine Rückverankerung der Verbauwand können Verpressanker verwendet werden. Aufgrund
der inhomogenen Baugrundverhältnisse und der z. T. weichen Schicht 2 sind die Verpressstrecken
in den wechselgelagerten Schichten 4 und 5 anzuordnen. Die Tragfähigkeit von Ankern mit
Verpressstrecken in den Bahndammauffüllungen sollten mit Eignungsversuchen nachgewiesen
werden . Alternativ kann eine Totmann-Konstruktion ausgeführt werden .
Schicht charakteristische Mantelreibung
qM,k (kN/m2]
Wechsellagerung Schicht 4 und 5 801) (1 00 - 1402
))
1) unterer Grenzwert 2) mit doppeltem Nachverpressen
Tabelle 5.2-1 : Charakteristische Mantelreibung für Verpressanker
Um einen verformungsarmen Verbau zu erreichen, sind die Steifen einer Aussteifung zumindest
kraftschlüssig zu verkeilen oder die Verpressanker auf mindestens 80 % der charakteristischen
Beanspruchung im Bauzustand vorzuspannen und festzulegen.
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Jeder Bauwerksanker ist einer Abnahmeprüfung zu unterziehen. Die Regelungen insbesondere
des NormenhandbuchsEC 7 und der DIN EN 1537 sowie DIN SPEC 18 537 sind zu beachten.
Es wird empfohlen bei ausreichenden Platzverhältnissen die Baugruben gemäß den angegebenen
Winkeln geböscht anzulegen. Für den Längsverbau des Bahndamms wird ein rückverankerter
Spundwandverbau empfohlen.
Für die Herstellung der Baugruben sind die Vorgaben der DIN 4124 und der Ril 836 zu beachten.
5.3 HUfsbrücken
Ggf. ist die Bestandsstrecke bauzeitlich über Hilfsbrücken zu führen. Die Hilfsbrücken werden
dann auf gerammte Stahlträger oder Spundwände aufgelegt. Für die Ableitung von Rammpfahlwi
derständen ohne Probebelastungen wird in der EA Pfähle, eine Pfahleinbindung von mindestens
3 m in den tragfähigen Boden gefordert. Als tragfähiger Boden gilt ein mindestens steifer bindiger
Boden bzw. ein mindestens mitteldicht gelagerter nicht bindiger Boden. Für den Bereich unterhalb
der Pfähle wird ein Boden gefordert, der einen Spitzenwiderstand der Drucksonde von qc > 7,5
MN/m2 aufweist und die Mächtigkeit dieser tragfähigen Schicht unterhalb der Pfahlfußfläche min
destens 1,50 m beträgt. Dies ist erst ab der Schicht 4 und 5 gegeben.
Für die Hilfsbrücken wird eine Grenzsetzung von > 0,1 x Pfahldurchmesser als verträglich angese
hen, insoweit kann der angegebene Spitzenwiderstand für eine Gründung ausgenutzt werden. Die
Annahmen der Verträglichkeit der Verformungen;;::: 0,1 x Pfahldurchmesser sind von planerischer
Seite zu überprüfen.
Für die Bemessung von Rammpfählen auf vertikale Belastung können nach der EA Pfähle die cha
rakteristischen Kennwerte gemäß Tabelle 5.3-1 als mittlere charakteristische Kennwerte angesetzt
werden.
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Pfahlmantelreibung Pfahlspitzenwiderstand
Schicht qb,k [MNtmi qs,k [MNtmi
s/Daq = 0,035 sl01q = 0,1 00
Schicht 2 0,020 - -
Wechsellagerung Schicht 4 und 5 0,040 0,550 0,850
Tabelle 5.3-1: Charakteristische Pfahlkennwerte für Fertigrammpfähle aus Stahlbeton und
Spannbeton
Für gerammte Stahlprofile sind die Werte der Tabelle 3.3-1 mit den Anpassungsfaktoren der
Tabelle 5.5 der EA Pfähle abzumindern. Die Mantelreibung für doppelte Stahlträgerprofile (z.B.
HEB) und geschlossene Stahlrohre ist mit lls = 0,60 zu multiplizieren. Der Spitzenwiderstand ist
für doppelte Stahlträgerprofile (z.B. HEB) mit llb = 0,25 und für geschlossene Stahlrohre mit
llb = 0,80 abzumindern. Für offene Stahlrohre ist llb mit 1,10 x e·0·63 x 0
b und llb mit 0,95 x e·1·2 xob
anzusetzen.
5.4 Wasserhaltung I Abdichtung
Eine bauzeitige Grundwasserabsenkung ist nicht erforderlich.
Eine Wasserhaltung innerhalb der Baugrube zur Fassung von Rest- und Niederschlagswasser ist
erforderlich.
Das Bauwerk ist nach DIN 18 195 und Ril 804, Modul 6101 abzudichten. Erdberührte Bauteile
sind oberhalb des Bemessungswasserspiegels gegen zeitweise aufstauendes Sickerwasser abzu
dichten. Im Hinterfüllbereich ist, wenn eine Drainage eingebaut wird, gegen Bodenfeuchte abzu
dichten, ansonsten gegen aufstauendes Sickerwasser. Diese Abdichtungen sind mind. 0,3 m über
den Bemessungswasserstand hochzuziehen.
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5.5 Hinterfüllung
Die Hinterfüllung des Rahmens im Bereich der Bahnstrecken ist gemäß Ril 836.0504, Bild 1 an
zulegen. Nach Ril 836 ist ein zementverfestigter Keil (Bodenklassen nach DIN 18 196: GW, SW,
SI, GI) mit einer Neigung von 1:1 hinter dem Widerlager mit DPr ~ 0,98 einzubauen. Die weitere
Hinterfüllung ist mit tragfähigen, gut verdichtbaren, rolligen Böden (Bodenklassen nach DIN 18
196: GW, SW, SI, GI) aufzufüllen und lagenweise fachgerecht zu verdichten (DPr ~ 1 ,0). Dies ist
durch baubegleitende Prüfungen zu verifizieren. An der Basis der Hinterfüllung, im Schnittbereich
des Zementkeils und der rolligen Hinterfüllung, ist ein Vollsickerrohr als Drainage einzubauen. Die
Verdichtungsgeräte zur Herstellung der Verfüllungen im Bereich des Bauwerkes sind so zu wäh
len, dass Schäden durch Erschütterungen ausgeschlossen werden.
Die Verfüllung ist gemäß DIN 4085 und Ril 836 durchzuführen.
5.6 Sonstige Empfehlungen
ln der Gründungssohle müssen mindestens steife bindige oder mitteldicht gelagerte rollige Böden
anstehen. Die Gründungssohle ist nach EC 7, Abs. 4.3 abzunehmen. Ebenso sind die Bohrpfahl
sahlen vor dem Betonieren geotechnisch abzunehmen und die Bohrarbeiten geotechnisch zu be
gleiten.
Der Abstand zur Nachbarbebauung ist bei Planung und Bauausführung insbesondere im Hinblick
auf Erschütterungen und durch die Baumaßnahme induzierte Setzungen zu beachten. Eine Be
weissicherung und eine messtechnische Überwachung der Gleislage und des Bestandsbauwerkes
ist erforderlich.
Eine Baugrunderkundung ist naturgemäß eine stichprobenartige Bestandsaufnahme, die zwischen
den Aufschlüssen Ergebnisse interpoliert. Abweichungen in gewissem Umfang sind somit nicht
gänzlich auszuschließen.
Zur Beantwortung weiterer Fragen stehen wir Ihnen gerne jederzeit zur Verfügung.
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Projekt: 34.3462 Seite 22 16.12.2013
i.V.
Dr.-lng. Gerd Festa
(Projektleiter)
Kai-C. Weber, M.Sc.
(Projektingenieur)
Verteiler: OB ProjektBau GmbH, Frau Caspari, Frankfurt, 4 x, davon 1 x vorab per Mail an
<rona.caspari@deutschebahn.com>
Ingenieurgemeinschaft Setzpfandt GmbH & Co. KG, Weimar, 1 x per Mail an
<u.heyner@setzpfand.de>
Dr. Spang GmbH, Witten, 1 x
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