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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“ !
3Dr. Manfred Sichting
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.
4Dr. Manfred Sichting
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 !
5Dr. Manfred Sichting
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 !
6Dr. Manfred Sichting
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
7Dr. Manfred Sichting
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 !
8Dr. Manfred Sichting
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
9Dr. Manfred Sichting
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
10Dr. Manfred Sichting
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
11Dr. Manfred Sichting
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
12Dr. Manfred Sichting
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
13Dr. Manfred Sichting
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
14Dr. Manfred Sichting
DIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und TiefbauDIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und Tiefbau
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
15Dr. Manfred Sichting
DIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und TiefbauDIN 4020 und DIN 1610: Baugrund und Tiefbau
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
16Dr. Manfred Sichting
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:
17Dr. Manfred Sichting
Baugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von NiederschlagswasserBaugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von Niederschlagswasser
(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 !
18Dr. Manfred Sichting
Baugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von NiederschlagswasserBaugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von Niederschlagswasser
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
19Dr. Manfred Sichting
Baugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von NiederschlagswasserBaugebiete: Flächenversiegelung und Versickerung von Niederschlagswasser
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.
20Dr. Manfred Sichting
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.
21Dr. Manfred Sichting
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.
22Dr. Manfred Sichting
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!
23Dr. Manfred Sichting
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
24Dr. Manfred Sichting
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