BEB Jena Consult GmbH - thueringen.de · 2017. 12. 22. · A 6 - Grundbruch- und Setzungsnachweis A...

BEB Jena Consult GmbH Baugrund - Erdbau – Beweissicherung

Tatzendpromenade 2 07745 Jena

Tel.: (03641) 45 27-0 Fax: (03641) 45 27 30

[email protected] www.beb-jena-consult.de

Beratende Ingenieure Prüfstelle im Dienst- aufsichtsbereich des Thür. LA f. Straßenbau

Geotechnischer Bericht zur

Baugrundvoruntersuchung und Gründungsberatung

Auftrags- Nr.: 5035/55/95/C Bauvorhaben: Jena, Fröbelstieg 3 Neubau Laborgebäude EBIT Bauherr: Helmholtz-Institut Jena Fröbelstieg 3 07743 Jena Planer / Auftraggeber: ETB Bauprojekt Architektur- und Ingenieurbüro Jena GmbH Alexander-Puschkin-Platz 5 07745 Jena

Geotechnische Kategorie: 1

Der Bericht umfasst 18 Seiten und 8 Anlagen.

Jena, den 06.06.2016

BEB Jena Consult GmbH Der Bearbeiter Dipl.-Ing. H. Agsten Dipl.-Geogr. S. Sonntag IngKTh: 1953-98-BI

Die Veröffentlichung – auch auszugsweise – bedarf der vorherigen Genehmigung des Verfassers. Bis zur endgültigen Bezahlung behält sich der Auftragnehmer alle Rechte, insbesondere die Verwendung und / oder Bekanntgabe des Inhalts (auch auszugsweise) gegenüber Dritten vor.

Auftrags-Nr.: 5035/55/95/C Seite 2 Vorhaben: Jena,Fröbelstieg 3 Neubau Laborgebäude EBIT

BEB Jena Consult GmbH Baugrund – Erdbau Beweissicherung

Inhaltsverzeichnis Seite

UNTERLAGEN 3

ANLAGEN 3

0. VORGANG UND AUFTRAG 4

1. UNTERSUCHUNGSGEBIET 4

2. BAUAUFGABE 4

2.1 OBJEKT 4 2.2 KONSTRUKTION / BAUWEISE / GRÜNDUNGSART 5

3. BAUGRUNDMODELL - ERGEBNIS DER GEOTECHNISCHEN UNTERSUCHUNG 5

3.1 MORPHOLOGIE DES GELÄNDES 5 3.2 EINWIRKUNGEN 6 3.3 REGIONALE EINHEITEN/GEOLOGISCHER ÜBERBLICK 9 3.4 BAUGRUNDERKUNDUNG 9 3.5 BAUGRUNDSCHICHTUNG / HOMOGENBEREICHE 10 3.6 EIGENSCHAFTEN DER BAUGRUNDSCHICHTUNG VOR DEM LÖSEN 10 3.7 WASSERFÜHRUNG / WASSERSTÄNDE 11 3.8 BODENEIGENSCHAFTEN 11

4. BAUGRUNDEIGNUNG 12

4.1 BEBAUBARKEIT DES STANDORTES 12 4.2 BELASTBARKEIT 12 4.3 LÖSBARKEIT (INFORMATIV) 12 4.4 VERWENDBARKEIT DER SCHÜTTSTOFFE AUS AUSHUB UND ABTRAG NACH BODENMECHANISCHEN ASPEKTEN 13

5. BAUTECHNISCHE FOLGERUNGEN 14

5.1 ALLGEMEINES 14 5.2 BAUWERKSEINORDNUNG 14 5.3 KONSTRUKTIONSSYSTEM / GRÜNDUNGSEMPFEHLUNG 14 5.4 BAUWERKSSCHUTZ 15 5.5 SCHUTZ DES BAUGRUNDES 15 5.6 WASSERHALTUNG 15 5.7 SCHUTZ DER BAUGRUBE 15 5.8 PLANUMSSCHUTZ 16

6. BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 16

6.1 ALLGEMEINE UND GELTUNG 16 6.2 SPEZIELLE BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 16

7. HINWEISE 18



Unterlagen

Für die Erstellung des Berichtes wurden die folgenden Unterlagen verwendet:

U 1 - Schriftlicher Auftrag durch ETB Bauprojekt vom 24.03.2016

U 2 - Angebot Nr. Je-468/15 der BEB Jena Consult GmbH vom 03.11.2015, einschließlich Kostenaufstellung

U 3 - Ortstermin am 03.05.2016 mit Durchführung der Kleinrammbohrungen BS 1/16 – BS 4/16 sowie Einmessen der Aufschlüsse auf einen lokalen Festpunkt

U 4 - Topographische Karte M 1:10 000, Nr. 1305 - 114 (Jena)

U 5 - Geologische Karte M 1:25 000, Nr. 5035 (Jena)

U 6 - Karte der Auslaugungserscheinungen M 1:100 000, M 32 . 48 (Jena)

U 7 - verwendete Planungsunterlagen: 7.1 Lageplan / Ansichten Studie Labor Super-EBIT Variante 3 M 1:500, 04.09.2012

7.2 Schnitt / Ansichten Studie Labor Super-EBIT Variante 3 M 1:250, 04.09.2012

7.3 Grundriss EG M 1:200, 19.04.2016

7.4 Auszug aus der Liegenschaftskarte M 1:1000, 20.12.2014

U 8 - Archivunterlagen der BEB Jena Consult GmbH:

8.1 Baugrunduntersuchung Fröbelstieg 3 - Umbau Experimentierhalle als Labor für Polaris

Nr. 5035/55/95/A vom 15.11.2014

8.2 Baugrunduntersuchung Fröbelstieg 1 - Abbeanum Nr. 5035/14/60 von 1960

U 9 - Leitungsauskünfte der Medienträger

Anlagen

A 1 - Übersichtsplan / M 1 : 10.000

A 2 - Lage- und Erkundungsplan / ohne Maßstab

A 3 - Darstellung der Einzelprofile

A 4 - Geologische Schnitte

A 5 - Protokolle der Laborversuche

A 6 - Grundbruch- und Setzungsnachweis

A 7 - Laborprotokolle des Labor Dr. Ronald Fischer AUb

A 8 - Einteilung der Homogenbereiche



0. Vorgang und Auftrag

Die Physikalisch-Astronomische Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena plant den

Neubau eines Laborgebäudes (EBIT) westlich angrenzend an das bestehende Laborgebäude

(POLARIS) im Fröbelstieg 3 in Jena. Die Planung erfolgt durch ETB Bauprojekt Architektur

und Ingenieurbüro Jena GmbH.

Im Vorfeld sollen die Untergrundverhältnisse am Standort erkundet werden, um alle boden-

mechanischen Kennwerte zur Bemessung der Gründung festzulegen. Mit der Durchführung

einer Baugrunduntersuchung wurde die BEB Jena Consult GmbH durch die Freyler

Industriebau GmbH beauftragt (vgl. U 1).

Die Untersuchungsergebnisse sind nach bautechnischen, geologischen und hydrologischen

Gesichtspunkten zu bewerten und abschließend in einem Geotechnischen Bericht zur

Gründungsberatung zusammenzufassen, welcher Angaben zu den Bemessungswiderständen

des Sohldrucks und zum Bettungsmodul, Empfehlungen zur Herstellung der Baugruben und

Trockenhaltung sowie weitere grundbautechnische Hinweise zur Bauausführung beinhaltet.

1. Untersuchungsgebiet

Das Untersuchungsgebiet befindet sich am Standort des Helmholtzinstituts am Fröbelstieg 3

im nordwestlichen Stadtgebiet von Jena und ist über die Fraunhoferstraße zu erreichen. Der

Baustandort umfasst eine Teilfläche von Flurstück 41 auf Flur 14 der Gemarkung Jena. Nach

U 4 können dem Standort folgende Mittelpunktkoordinaten zugeordnet werden (Gauß –

Krüger):

Hochwert: 56 44 444

Rechtswert: 44 70 582

2. Bauaufgabe

2.1 Objekt

Bei der Baumaßnahme handelt es sich um den Neubau eines eingeschossigen EBIT-Target-

Raumes mit angeschlossenem 4-geschossigen Labor- und Technikgebäude.



2.2 Konstruktion / Bauweise / Gründungsart

Entsprechend der vorliegenden Unterlagen soll der Neubau in Stahlbetonbauweise ausgeführt

werden. Die Gründung erfolgt über Bodenplatten. An das bestehende POLARIS

Laborgebäude Nr. 3 soll eine Schleuse angebaut werden, die zum Target führt, das

Mauerdicken von 0,5 m und 1,5 m (an der Nordwand) aufweist. Es ist möglich, dass dieser

Raum in Schwerbetonbauweise (Baryt oder Hämatit) ausgeführt wird. An den Target-Raum ist

eine 4-geschossiges Labor-und Technikgebäude angegliedert.

Der Target-Raum hat nach den Unterlagen folgende Abmessungen:

Länge: 19 m Breite: 9 m Höhe: 5 m

Das Technik- und Laborgebäude hat nach den Unterlagen folgende Abmessungen:

Länge: 16,9 m Breite: 12,6 m Höhe: 16,4 m

Hinsichtlich der Höhenanordnung kann von folgenden Bezugsordinaten ausgegangen werden:

OK FFB POLARIS Labor 3 (Bestand) = ± 0,00 = 192,99 m NHN

OK FFB Neubau = - 1,00 = 191,99 m NHN

3. Baugrundmodell - Ergebnis der Geotechnischen Untersuchung

3.1 Morphologie des Geländes

Die Untersuchungsfläche befindet sich in einer Mittelhanglage mit mittlerem Gefälle in

Richtung Süden. Das Ursprungsgelände ist in früheren Jahren verändert worden. In der

Vergangenheit wurde das Gelände terrassiert, auf der Bergseite abgetragen und auf der

Talseite aufgefüllt. Durch das Abgraben ist eine relativ steile Böschung zur nördlich

angrenzenden Fraunhoferstraße entstanden. Die Geländehöhe auf dem geplanten Baufeld

liegen bei etwa 196,0 bis 197,5 m NHN. Unmittelbar nördlich des geplanten Baufeldes steigt

das Gelände steil bis zur Fraunhoferstraße bei etwa 202,0 m NHN an und fällt südlich des

geplanten Baufeldes mäßig steil bis auf etwa 190,0 m NHN ab.



3.2 Einwirkungen

3.2.1 Nutzung geländenaher Tiefenbereiche

Das Baufeld ist nicht bebaut und wird als Gartenland genutzt. Anzeichen für eine ehemalige

Bebauung am Standort liegen nicht vor. An der nördlichen Baufeldgrenze befindet sich eine

Stützmauer zur Fraunhoferstraße.

3.2.2 Bodenbelastung

Aus allen Aufschlüssen wurden getrennt mehrere Proben aus den Auffüllungen der Schicht 0

und den natürlichen Böden des Tonsteinzersatzes der Schicht 1 und des Tonsteins (Schicht

2) entnommen, jeweils zu einer Mischprobe für die Auffüllungen (MP 1) und für den natürlichen

Boden (MP 2) zusammengefasst. Die Proben wurden dem zugelassenen Analyselabor Dr.

Ronald Fischer AUb in Bad Berka übergeben und nach LAGA M 20 Mindestprogramm bei

unspezifischem Verdacht untersucht.

Hinweise zur Verwendung des Bodenaushubes

Das Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchV) ist in der Bundesrepublik Deutschland die

maßgebende rechtliche Vollzugshilfe für die Verwertung von Bodenmaterial. Als Hilfe zur

Verwertung von Aushubböden wurde als ergänzende Richtlinie von den Bundesländern die

LAGA (Länderarbeitsgemeinschaft Abfall) entwickelt. Die letzten Aktualisierungen der LAGA

2003 / 2004 sind in Thüringen noch nicht vollständig eingeführt.

Für jede Erdstoffdeponie gelten zusätzlich erweiterte Anforderungen des Thüringer

Landesbergamtes, die über die LAGA hinausgehen.

Die LAGA definiert die Verwertbarkeit der Aushubböden in Einbauklassen. Für die jeweilige

Einbauklasse sind Obergrenzen als Zuordnungswerte Z 0 bis Z 5 festgelegt. Bei

Überschreitung der Zuordnungswerte Z 2 sind Verwertungen nur in zugelassenen Deponien

als Abfall (Z 3 und Z 4) bzw. Sonderabfall (Z 5) zulässig.

Die aktuelle Herangehensweise ist deshalb zunächst eine Einstufung für sogenannte

bodenähnliche Anwendungen nach LAGA 2004. Wenn die Zuordnungswerte Z 0/0* nach

LAGA 2004 überschritten werden gilt wieder die LAGA 1997. Die LAGA 1997 kennt aber nicht

den Organik-Parameter TOC weshalb die Anforderungen des Bergamtes für die jeweilige

Deponie zu prüfen sind. Ergebnisse der Laboruntersuchung



Dem Prüfbericht des Labor Dr. Ronald Fischer AUb (Anlage 7) kann entnommen werden, dass

folgende Parameter im Feststoff und Eluat den Zuordnungswert Z 0/0* der LAGA 2004

überschreiten.

Tabelle 1: Überschreitungen im Feststoff (nach LAGA 2004)

Probe Parameter Laborwert Zuordnung Zuordnungswert 2004

MP 1 TOC 0,65 Ma.-% TS > Z 0* / (Z 1)*1 0,5 mg/kg TS

*1 Die LAGA 1997 beinhaltet den Parameter TOC nicht, daher wurde eine Einstufung nach LAGA 2004 in Tabelle 2 (in Klammern) vorgenommen

Tabelle 2: Überschreitungen im Eluat (nach LAGA 2004)


MP 2 Sulfat 31,8 mg/l > Z 0* 20 mg/l

Durch die Überschreitung der Z 0*-Parameterwerte nach LAGA 2004 ist die Einstufung nach

LAGA 1997 vorgenommen worden.

Tabelle 3: Überschreitungen im Eluat (nach LAGA 1997)


MP 2 Sulfat 31,8 mg/l Z 0 50 mg/l

Auf Grund des erhöhten TOC-Wertes werden die untersuchten Auffüllungen der Schicht 0 (MP

1) der Zuordnungsklasse Z 1 nach LAGA M20 zugeordnet. Das Material ist daher lediglich für

den eingeschränkten offenen Einbau geeignet und darf nicht für eine bodenähnliche

Anwendung verwendet werden. Der Einbau darf nur unterhalb der durchwurzelbaren Zone

erfolgen.

Dem Prüfbericht des Labor Dr. Ronald Fischer AUb (Anlage 7) kann entnommen werden, dass

in der Mischprobe 2 aus dem natürlichen Boden keine Parameter den Zuordnungswert Z 0 der

LAGA 1997 überschreiten.

Dem natürlichen Boden der Schichten 1 und 2 (Tonsteinzersatz und Tonstein) wird,

entsprechend der in Thüringen angewandten Übergangsregelung, die Zuordnungsklasse Z 0

zugeordnet, womit eine uneingeschränkte Wiederverwertung für bodenähnliche

Anwendungen erfolgen kann.



Bei der Entsorgung ist gemäß Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis

(Abfallverzeichnisverordnung – AVV) dem Material beider Proben der Abfallschlüssel 17 05

04 zuzuordnen (nicht gefährlicher Abfall).

3.2.3 Nutzung geländeferner Tiefenbereiche

Im Untersuchungsgebiet gibt es keine stillgelegten bergbaulichen Anlagen oder andere

oberflächenferne künstlichen Hohlräume.

3.2.4 Grundwassereinwirkung

Aus der Durchführung der geplanten Baumaßnahme sind keine grundwasserschädigenden

Auswirkungen zu erwarten.

3.2.5 Dynamische Einflüsse

Das Baugelände befindet sich nach DIN 4149 - „Bauten in deutschen Erdbebengebieten –

Lastannahmen, Bemessung und Ausführung üblicher Hochbauten“ bzw. dem Thüringer

Staatsanzeiger Nr. 50/2006, in der Erdbebenzone 0, somit sind keine nennenswerten

seismischen Einflüsse zu erwarten.

3.2.6 Rezente potentielle Prozesse

Nach U 6 befindet sich das Baufeld im Subrayon B – b – I – 2. Erdfälle und Bodensenkungen

sind somit möglich, kommen aber selten vor. Nach U7 ist im tieferen Untergrund die Salinarröt-

Folge des Oberen Buntsandsteins mit mächtigen Gipsen in Wechsellagerung mit dünnen Ton-

und Schluffsteinen vorhanden. Auf Grund der Tiefenlage des Sulfatlagers und der

Überdeckung mit schwer bis undurchlässigen Schichten ist eine aktive Auslaugungsgefahr

nicht erkennbar.



3.3 Regionale Einheiten/Geologischer Überblick

- naturräumlich: Hanglage im Bereich des Mittleren Saaletals

- regionalgeologisch: anthropogene Auffüllungen über dem Tafeldeckgebirge der Bleiche-

rode – Stadtrodaer Scholle mit Sedimenten des Oberen

Buntsandsteins (Pelitröt-Folge)

- bodenmechanisch: Auffüllungen (Schicht 0) aus der Geländeregulierung als schluffiger

Ton gefolgt von Tonsteinzersatz (Schicht 1) als schluffiger Ton und

darunter entfestigter bis angewitterter Tonstein (Schicht 2).

3.4 Baugrunderkundung

Felduntersuchungen

Zur Feststellung der Baugrundschichtung sowie zur Bestimmung der Lagerungsdichte der

Bodenarten wurden die folgenden Untersuchungen durchgeführt:

Tabelle 3: Felduntersuchungen

Aufschlussart DIN Anzahl Anlage

Kleinrammbohrungen BS EN ISO 22475-1 4 3.1 – 3.4

Die Aufschlüsse wurden auf einen örtlichen Festpunkt (Stützmauer hinter Westflügel)

eingemessen, dem nach U7.2 eine Höhe von 196,54 m NHN zugeordnet werden kann. Die

Lage der Aufschlüsse und des Festpunktes ist aus Anlage 2 zu entnehmen.

Laboruntersuchungen

Zur Klassifizierung des Bodens nach DIN 18196 wurden im Labor der BEB Jena Consult

GmbH die folgenden Untersuchungen durchgeführt:

Tabelle 4: Laboruntersuchungen

Untersuchung / Bestimmung DIN Anzahl Anlage

Wassergehalt 18121 6 5.1

Zustandsgrenzen 18122 1 5.2

Betonkorrosion 1045-2 1 5.3



3.5 Baugrundschichtung / Homogenbereiche

Die Angabe der Baugrundschichtung erfolgt auf der Grundlage der durchgeführten

Felduntersuchungen. Am Standort ist demnach unter Mutterboden von der nachstehenden

Schichtfolge auszugehen:

Tabelle 5: Einteilung der Homogenbereiche

Baugrundschicht Homogenbereich

0 – Auffüllungen A

1 – Tonsteinzersatz B

2 – Tonstein C

Die Anlage 8 beinhaltet die Beschreibung der Homogenbereiche nach VOB-C 2015.

3.6 Eigenschaften der Baugrundschichtung vor dem Lösen

Schicht 0: Auffüllungen Genese: künstliche Ablagerung aus Geländeregulierung

Mächtigkeit, Verbreitung: vgl. A 3, A 4 Bodenart (DIN 14688-1): Ton, schluffig, sandig Beimengungen: Ziegelreste Masseanteil Steine und Blöcke, große Blöcke (DIN 14688-2): Blöcke: 0 %, Steine: 5 – 35 % Anteil Organik: Vgl = 0 – 2 % Dichte: ρ = 1,9 – 2,0 g/cm³ Bodengruppe (DIN 18196): A / [TM / TL]

Bodenklasse (DIN 18300): 3 – 4, 5 bei Steinanteil > 30 % (informativ) Farbe: rotbraun Konsistenz: (steif - halbfest) Ic = 0,8 – 1,2 Frostempfindlichkeit: F3 (nach ZTVE – StB 09) Wasserempfindlichkeit: stark wasserempfindlich

Bodenarten (ATV- Bl. 127): Gruppe 4

Schicht 1: Tonsteinzersatz Genese: zersetzter Tonstein der Pelitröt-Folge

Mächtigkeit, Verbreitung: vgl. A 3, A 4 Bodenart (DIN 14688-1): Ton, schluffig Masseanteil Steine und Blöcke, große Blöcke (DIN 14688-2): Blöcke: 0 %, Steine: 0 % Anteil Organik: Vgl = 0 – 1 % Dichte: ρ = 2,0 – 2,1 g/cm³ Bodengruppe (DIN 18196): TL / TM



Bodenklasse (DIN 18300): 4 (informativ) Farbe: rotbraun, grau Konsistenz: (halbfest - fest) Ic = 1,2 – 1,9 Frostempfindlichkeit: F3 (nach ZTVE – StB 09) Wasserempfindlichkeit: stark wasserempfindlich

Bodenarten (ATV- Bl. 127): Gruppe 4

Schicht 2: Tonstein

Genese: Feinkörniges Sedimentgestein (SF), Pelitröt Mächtigkeit, Verbreitung: vgl. A 3, A 4 Benennung (DIN EN ISO 14689): Tonstein, teilweise Schluffstein Bodengruppe (DIN 18196): TL Festigkeit: brüchig, geringhart Einachsiale Druckfestigkeit: < 3 MN/m2 Verwitterung: VE – VA (entfestigt bis angewittert) Boden- / Felsklasse: 4 – 6 (informativ) Trennflächen / Schichtung: A 01 – A 05 schiefrig - dünnplattig Farbe: rotbraun, grau Wasserempfindlichkeit: stark wasserempfindlich Abrassivität: CAI = 0,2 - 0,9 sehr gering abrassiv

Die Kennwerte und Kennzeichen der mineralischen Lockergesteine sind aus Abschnitt 6.2 zu

entnehmen.

3.7 Wasserführung / Wasserstände

Freies Grundwasser oder Schichtenwasser wurde in den durchgeführten Aufschlüssen zum

Zeitpunkt der Erkundung nicht angetroffen. Mit einer freien Grundwasserführung ist erst in

tieferen Schichten als Kluftwasser im Festgestein zu rechnen.

In Schicht 0 ist hangseitig jedoch mit einem Schichtenwasserzufluss zu rechnen, welcher sich

auf den undurchlässigen Bodenschichten der Schichten 1 und 2 staut und entsprechend der

Hangneigung bewegt.

3.8 Bodeneigenschaften

Dem Tonstein der Schicht 2 wurden Proben entnommen und auf Betonaggressivität

untersucht. Die zusammengestellte Mischprobe wies einen Sulfat-Gehalt von 164,6 mg/kg

und einen Säuregrad nach Baumann-Gully von 13 ml/kg auf.

Es erfolgt somit nach DIN 1045-2:2001-07 keine Betonkorrosion durch einen chemischen

Angriff (A 5.3).



4. Baugrundeignung

Die Aussagen dieses Abschnittes sind aus dem Baugrundmodell abgeleitet und gelten in

Verbindung mit der Geometrie nach Abschnitt 3 als unmittelbare Planungsgrundlage.

4.1 Bebaubarkeit des Standortes

Für die geplante Bebauung ist der Standort geeignet. Mit erhöhten Aufwendungen ist für die

Sicherung der bergseitigen Baugrubenböschung zu rechnen.

4.2 Belastbarkeit

Die Belastbarkeit der Schichten ist wie folgt zu bewerten:

Schicht 0: Auffüllungen / Homogenbereich A

Die Auffüllungen werden mit der Gründung vollständig durchfahren. Auf Grund ihrer steifen bis

halbfesten Konsistenz sind die Auffüllungen zur Abtragung von kleineren bis mittleren

Belastungen geeignet.

Schicht 1: Tonsteinzersatz / Homogenbereich B

Der Tonsteinzersatz wurde mit einer halbfesten bis festen Konsistenz angetroffen und ist zur

Lastabtragung mittlerer Belastungen geeignet.

Schicht 2: Tonstein / Homogenbereich A

Der Tonstein zur Abtragung mittlerer Belastungen gut geeignet.

4.3 Lösbarkeit (informativ)

Die Lösbarkeit der Schichten ist nach DIN 18300 wie folgt zu bewerten:

Tabelle 6: Bodenklassen

Schicht Nr. Bodenart Bodenklasse

0 Auffüllungen 3 – 4 / 5 ⇒ Steinanteil > 30%

1 Tonsteinzersatz 4

2 Tonstein 4 - 6

Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass Bohrungen und Sondierungen nur punktförmig

über den Baugrund, somit auch über die Boden- und Felsklassen, Aufschluss geben.



Die genauen Anteile der einzelnen Boden- bzw. Felsklassen ergeben sich erst mit den

Erdarbeiten.

4.4 Verwendbarkeit der Schüttstoffe aus Aushub und Abtrag nach

bodenmechanischen Aspekten

Beim Wiedereinbau gelösten Bodens sind die Bestimmungen der ZTVE - StB 09 und der DIN

18300 zu beachten. Unter Berücksichtigung dieser Richtlinien ist die Verwendbarkeit der

Bodenarten wie folgt zu bewerten:

Die angetroffenen Baugrundschichten sind stark bindig und entsprechend der Klassifizierung

in Abschnitt 3.6 als sehr witterungsempfindlich einzustufen und zum Wiedereinbau nur mit

Zusatzmaßnahmen (z.B. Bindemittelstabilisierung) geeignet. Ohne Bindemittelstabilisierung

sind diese als Hinterfüllmaterial in statisch belasteten Abschnitten nicht geeignet und sollten

lediglich in Bereiche eingebaut werden, die keine besonderen qualitativen Anforderungen

aufweisen.

Zur optimalen Verfestigung und Verdichtbarkeit der bindigen Aushuberdstoffe sollte

planungsseitig der Einsatz eines Mischbindemittels (z.B. Dorosol, Mixed-In-Place-Verfahren)

geprüft werden. Es sind im Vorfeld der Baumaßnahmen entsprechende Eignungsversuche

(Proctorversuch nach DIN 18127) durchzuführen um die maßgebenden Einbauwassergehalte

und geeignete Stabilisierungsmaßnahmen festzulegen.

Durchfeuchtete Materialien sind generell auszuhalten bzw. vor dem Einbau entsprechend

aufzubereiten (Trocknung, Stabilisierung durch hydraulische Bindemittel usw.).



5. Bautechnische Folgerungen

5.1 Allgemeines

Die nachfolgenden Vorschläge sind Empfehlungen zur geotechnischen Entwurfsbearbeitung

i.S. der DIN 4020 für die Bebauung auf einem tragfähigen Baugrund, über deren Realisierung

der Anwender endgültig entscheidet.

5.2 Bauwerkseinordnung

Die Lageeinordnung des Neubaus ist vorgegeben. Gegen die gewählte Anordnung bestehen

baugrundseitig keine Einwände.

Hinsichtlich der Höheneinordnung sind aus Baugrundsicht neben den Anforderungen für die

frostfreie Mindesteinbindung der Fundamente ≥ 0,8 m die Aussagen zur Belastbarkeit in Abs.

4.2 zu beachten.

Die Tiefenlage der Schichten ist aus den Profildarstellungen (A 3) bzw. aus den

Geländeschnitten (A 4) zu entnehmen.

5.3 Konstruktionssystem / Gründungsempfehlung

Konstruktionssystem:

Gegen das geplante Konstruktionssystem bestehen aus Baugrundsicht keine Einwände.

Gründungsempfehlung:

Gemäß Abs. 2.2 soll die Abtragung der Belastungen über Bodenplatten erfolgen, deren

Gründungsordinaten im tragfähigen Baugrund liegen. Der in der Gründungssohle anstehende

Tonstein ist für die Lastabtragung geeignet.

Die maßgebenden bodenmechanischen Kennwerte zur Bemessung der Platte

(Bemessungswiederstand des Sohldrucks, Bettungsmodul usw.) sind aus Abs. 6.2 zu

entnehmen.



5.4 Bauwerksschutz

Sperr- und Dichtungsmaßnahmen sind entsprechend den Trockenheitsanforderungen aus der

Nutzung vorzunehmen.

Gemäß DIN 18195 ist für den unterkellerten Gebäudeteil von einer Beanspruchung durch

Oberflächen- und zeitweise aufstauendes Sickerwasser auszugehen und somit eine

Abdichtung nach DIN 18195 Blatt 6 vorzusehen.

5.5 Schutz des Baugrundes

Im Untersuchungsgebiet gelten die Bestimmungen des allgemeinen Frostschutzes in Frost-

perioden (DIN 1054). Demnach ist eine Mindesteinbindetiefe bzw. Überdeckung der

Gründungssohle von 0,80 m erforderlich.

Anfallendes Brauch- und Oberflächenwasser ist in dichten Leitungen sicher abzuleiten.

5.6 Wasserhaltung

Bauzeitlich ist mit einem Andrang von Oberflächenwasser / Niederschlagswasser /

Schichtwasser zu rechnen.

Das anfallende Wasser ist durch eine offene Haltung zu fassen und in den nächsten Vorfluter

abzuleiten.

5.7 Schutz der Baugrube

Baugruben und Gräben mit Tiefen über 1,25 m sind nach DIN 4124 abzusteifen oder

abzuböschen. Bei der Herstellung der Baugruben bis 5 m Tiefe sind ohne rechnerischen

Nachweis für unbelastete Böschungen (lastfreier Streifen, je nach Verkehrslast 1 bis 2 m)

folgende Neigungswinkel in den anstehenden Schichten nicht zu überschreiten:

Tabelle 7: Böschungswinkel β

Schicht Nr. Bodenart Böschungswinkel β in [°]

0 Auffüllungen 45

1 Tonsteinzersatz 60 bei min. steifer Konsistenz

2 Tonstein 60 - 80



Tiefere Baugruben und Gräben mit belasteten Schultern sind zu verbauen bzw. durch

gesonderte Standsicherheitsberechnungen nachzuweisen.

Da Baugrubenböschungen durch Witterungseinflüsse schnell ihre Festigkeit verlieren können

sind Sicherungsmaßnahmen wie das Abhängen mit Folien oder ähnliche Schutzmaßnahmen

einzuplanen.

5.8 Planumsschutz

Nach Herstellung der Baugrube ist das Planum durch geeignete Geräte nachzuverdichten, um

aushubbedingte Auflockerungen im Gründungsbereich auszuschließen.

Zum Schutz vor Witterungseinflüssen ist das Planum mit einer Sauberkeitsbetonschicht von 5

bis 8 cm zu versiegeln.

6. Berechnungsgrundlagen

6.1 Allgemeine und Geltung

Die Aussagen des Abschnittes - Baugrundmodell - gelten unmittelbar als Planungsgrundlage.

Bei ihrer Anwendung ist zu beachten, dass die Aussagen zur Geometrie des Baugrundes, wie

Schichtgrenzen und Wasserstände, Abbildcharakter besitzen und noch nicht unter Beachtung

von Sicherheitsbedürfnissen modifiziert wurden.

6.2 Spezielle Berechnungsgrundlagen

Zur Durchführung erdstatischer Berechnungen können neben den Angaben unter Abschnitt 3

die nachfolgenden Bodenkenngrößen verwendet werden. Die angegebenen Kennwerte

wurden auf der Grundlage der Feld- und Laborversuche und nach Auswertung der

Archivunterlagen ermittelt und entsprechen vorsichtig geschätzten Schichtmittelwerten, die

z.T. auf territorialen Erfahrungswerten beruhen.

Tabelle 8: charakteristische Bodenkenngrößen Schicht

Nr.

Bodenart Wichte γk

[kN/m3]

Wichte γ‘k

[kN/m3]

φ‘k

[°]

c’k

[kN/m²]

Es,k

[MN/m²]

0 Auffüllung 19 9 25 5 15

1 Tonsteinzersatz 20 10 27 10 35

2 Tonstein 22 12 32 20 80



6.2.1 Bemessungswiderstand des Sohldrucks für Bodenplatten

Die Bestimmung des Bemessungswiderstandes des Sohldrucks erfolgt auf Basis einer

Grundbruchbetrachtung. Bei der Berechnung wird von den nachstehenden Annahmen

ausgegangen:

1. Die Gründung erfolgt über Bodenplatten auf dem gut tragfähigen Tonstein der

Schicht 2

2. Die Plattendicke wird mit D = 0,30 bis 0,45 m angenommen. Im Randbereich wird

die mitwirkende Plattenbreite bm mit 3,6 bis 5,4 m angesetzt (bm = 12 x D).

3. Die Einbindetiefe wird mit t ≥ 2,0 m angenommen.

4. Die Schichtfolge in den Schnitten 1 bis 2 wird als maßgebende Gründungssituation

angenommen.

5. Die Bodenkennwerte werden aus Tabelle 8 entnommen.

Unter Berücksichtigung dieser Annahmen für den Grenzzustand GEO-2 ein

Bemessungswiderstand des Sohldrucks von σR,d ≤ 400 kN/m² zugelassen.

Bei Ausnutzung des Bemessungswiderstands ist mit rechnerischen Setzungen s ≤ 1,0 cm zu

rechnen. Die Verträglichkeit der Setzungen ist für den Grenzzustand SLS planungsseitig zu

prüfen (siehe Anlage 6).

6.2.2 Bettungsmodul kS

Für die Bemessung der Gründung mit dem Verfahren der elastischen Bettung ist die Angabe

des kS – Wertes erforderlich. Dieser Parameter ist eine last- und verformungsabhängige Größe

und wird als Quotient aus vorhandenem Sohldruck und zugehöriger Setzung berechnet.

Unter Berücksichtigung der Eingangswerte in Abschnitt 6.2.1 sind zur Vorbemessung mittlere

Bettungsmodule ks zwischen 27 - 38 MN/m anzunehmen.

Zur Erfassung aller maßgebenden Schnittkraftverläufe hat die Bemessung jeweils mit dem

unteren und oberen Grenzwert zu erfolgen.



7. Hinweise

Die Baugrunduntersuchung beruht als Grundlage der bautechnischen Empfehlungen auf

punktuellen Aufschlüssen. Eine Überprüfung während der Gründungs- und Erdarbeiten ist

daher erforderlich, um die Übereinstimmung des Berichtes mit den tatsächlichen Verhält-

nissen festzustellen und zu bestätigen. Erst danach können die angegebenen Kennwerte

endgültig als verbindlich bestätigt werden.

Vor Beginn der Bauarbeiten wird für die angrenzenden Gebäude und Flächen die Durch-

führung einer Beweissicherung empfohlen, um vorhandene Schäden zu dokumentieren und

ungerechtfertigte Ersatzansprüche abzuwehren.

Zu Einzelheiten möglicher Bauverfahren wurde Stellung genommen, soweit dies anhand der

übergebenen Unterlagen abschätzbar war.

Es wird generell davon ausgegangen, dass die in Planung und Bauausführung beteiligten

Ingenieure alle die den relevanten Normen und Regeln der Bautechnik entsprechenden

Nachweise führen.

Soweit im Rahmen von Planungen, ausführenden Arbeiten, von Sondervorschlägen usw.

weitere Verfahren vorgeschlagen werden, wird empfohlen, die zugehörigen Unterlagen

bezüglich bodenmechanischer und gründungstechnischer Belange der BEB Jena Consult

GmbH vorzulegen.

Bei allen Arbeiten sind die Festlegungen der einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften (z.B.

Allgemeine Vorschriften, Bauarbeiten, Grabenverbaugeräte) zu beachten.

BEB Jena Consult GmbH

N

BS 1/16

BS 2/16

BS 3/16BS 4/16

Kleinrammbohrung (BS)

Sch

nitt

1

Sch

nitt

2

Höhenbezug (OK Mauer) = 196,54 m NHN

Bericht Nr.:BEB Jena Consult GmbH

Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

Maßstab: ohne

Jena, Fröbelstieg 3

Lage- und Aufschlussplan

10.05.16

5035/55/95/C

2

Baugrund-Erdbau-Beweissicherung

Fax. 03641-4527-30

Neubau Laborgebäude EBITBaugrundgutachten

m NHN

191.00

191.50

192.00

192.50

193.00

193.50

194.00

194.50

195.00

195.50

196.00

196.50

197.00

BS 1/16

196,17 m

0.20 (195.97)

Mutterbodendunkelbraun

Mu

2.00 (194.17)

Tonschluffig, rotbraun -grau (Tonsteinzersatz)

4.50 (191.67)

Tonsteinrotbraun

Z

ZZ

Z

Z

Z

Z

ZZ

Z

ZZ

ZZ

Z

Z

Z

ZZ

Z

OH

TL / TM

fest, kein Wasser am 03.05.16

Probe 1 1.00

Probe 2 3.00

Legende

halbfest - fest

Schicht 2

Schicht 1


Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

MH = 1 :


BS 1/16

10.05.16

5035/55/95/C

3.1

50


Fax. 03641-4527-30


m NHN

193.00

193.50

194.00

194.50

195.00

195.50

196.00

196.50

197.00

197.50

198.00

BS 2/16

197,53 m

0.10 (197.43)


Mu

1.80 (195.73)

Auffüllung, Tonschluffig, Ziegelreste,rotbraun

A

1.90 (195.63)

Tonschluffig, Mutterboden,dunkelbraun - schwarzbraun

Mu

2.80 (194.73)

Tonschluffig, rotbraun (Tonsteinzersatz)

4.20 (193.33)

Tonsteinrotbraun

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

ZZ

OH

[TL / TM]

TM / OH

TL / TM


Probe 3 1.00

Probe 4 2.20

Probe 5 3.50

Legende

halbfest - fest

steif - halbfest

Schicht 2

Schicht 1

Schicht 0


Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

MH = 1 :


BS 2/16

10.05.16

5035/55/95/C

3.2

50


Fax. 03641-4527-30


m NHN

190.00

190.50

191.00

191.50

192.00

192.50

193.00

193.50

194.00

194.50

195.00

195.50

196.00

BS 3/16

195,99 m

0.20 (195.79)


Mu

2.20 (193.79)

Auffüllung, Tonschluffig, Holzkohle,rotbraun

A

2.80 (193.19)


5.20 (190.79)

Tonsteinrotbraun

Z Z

Z

ZZ

ZZ

Z

Z

Z Z

Z

Z

Z

Z Z

Z Z

OH

[TL / TM]

TL / TM


Probe 6 1.00

Probe 7 2.70

Probe 8 3.50

Legende

halbfest - fest

steif - halbfest

Schicht 2

Schicht 1

Schicht 0


Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

MH = 1 :


BS 3/16

10.05.16

5035/55/95/C

3.3

50


Fax. 03641-4527-30


m NHN

190.00

190.50

191.00

191.50

192.00

192.50

193.00

193.50

194.00

194.50

195.00

195.50

196.00

BS 4/16

195,88 m

0.20 (195.68)


Mu

2.40 (193.48)


A

2.80 (193.08)


5.40 (190.48)

Tonsteinrotbraun

Z Z

ZZ

Z

ZZ

Z

ZZ

Z

Z

Z Z

Z

ZZ

Z

ZZ

Z

Z Z

OH

[TL / TM]

TL / TM


Probe 9 1.00

Probe 10 2.70

Probe 11 3.50

Legende

halbfest - fest

halbfest

steif

Schicht 2

Schicht 1

Schicht 0


Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

MH = 1 :


BS 4/16

10.05.16

5035/55/95/C

3.4

50


Fax. 03641-4527-30


Fraunhofer Straße

Schicht 1

Schicht 2 Schicht 0

SüdenNorden

Labor- / Technikgebäude

m NHN

188.00188.50189.00189.50190.00190.50191.00191.50192.00192.50193.00193.50194.00194.50195.00195.50196.00196.50197.00197.50198.00198.50199.00199.50200.00200.50201.00201.50202.00202.50203.00203.50204.00204.50205.00205.50206.00206.50207.00207.50208.00208.50209.00

BS 1/16

196,17 m

0.20 (195.97)


Mu

2.00 (194.17)

Tonschluffig, rotbraun -

grau (Tonsteinzersatz)

4.50 (191.67)

Tonsteinrotbraun

Z

ZZ

Z

Z Z

Z

Z Z

Z

Z Z

OH

TL / TM


BS 4/16

195,88 m

0.20 (195.68)


Mu

2.40 (193.48)

Auffüllung, Tonschluffig, Ziegelreste,

rotbraun

A

2.80 (193.08)


5.40 (190.48)

Tonsteinrotbraun

ZZ

Z

Z

Z

Z

Z Z

Z Z

OH

[TL / TM]

TL / TM


Legende

halbfest - fest

halbfest

steif


Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

MH = 1 :


Schnitt 1

10.05.16

5035/55/95/C

4.1

100


Fax. 03641-4527-30


Schicht 0

Schicht 1

Schicht 2

Fraunhofer Straße

SüdenNorden

Target - Raum

m NHN

188.00188.50189.00189.50190.00190.50191.00191.50192.00192.50193.00193.50194.00194.50195.00195.50196.00196.50197.00197.50198.00198.50199.00199.50200.00200.50201.00201.50202.00202.50203.00203.50204.00204.50205.00205.50206.00206.50207.00207.50208.00208.50209.00

BS 2/16

197,53 m

0.10 (197.43)


Mu

1.80 (195.73)


A

1.90 (195.63)

Tonschluffig, Mutterboden,dunkelbraun - schwarzbraun

Mu

2.80 (194.73)


4.20 (193.33)

Tonsteinrotbraun

ZZ

Z

ZZ

OH

[TL / TM]

TM / OH

TL / TM


BS 3/16

195,99 m

0.20 (195.79)


Mu

2.20 (193.79)

Auffüllung, Tonschluffig, Holzkohle,rotbraun

A

2.80 (193.19)


5.20 (190.79)

Tonsteinrotbraun

ZZ

Z

Z Z

Z

Z

Z Z

Z Z

OH

[TL / TM]

TL / TM


Legende

halbfest - fest

steif - halbfest


Tatzendpromenade 2

07745 JenaTel.: 03641-4527-0

Datum:

Anlage:

MH = 1 :


Schnitt 2

10.05.16

5035/55/95/C

4.2

100


Fax. 03641-4527-30


σE,k = σ0f,k / (γR,v · γ(G,Q)) = σ0f,k / (1.40 · 1.43) = σ0f,k / 1.99 (für Setzungen)Verhältnis Veränderliche(Q)/Gesamtlasten(G+Q) [-] = 0.50

3.60 3.60 400.0 5184.0 280.7 0.73 32.0 20.00 22.00 91.00 9.79 10.63 38.6

4.20 4.20 400.0 7056.0 280.7 0.83 32.0 20.00 22.00 91.00 10.40 11.65 33.7

4.80 4.80 400.0 9216.0 280.7 0.94 32.0 20.00 22.00 91.00 10.96 12.67 29.9

5.40 5.40 400.0 11664.0 280.7 1.04 32.0 20.00 22.00 91.00 11.49 13.70 27.0

a

[m]

b

[m]σR,d

[kN/m²]

Rn,d[kN]

σE,k

[kN/m²]

s

[cm]

cal ϕ[°]

cal c

[kN/m²]γ 2

[kN/m³]σ Ü

[kN/m²]

t g[m]

UK LS

[m]

ks[MN/m³]

3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

200.0

220.0

240.0

260.0

280.0

300.0

320.0

340.0

360.0

380.0

400.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

200.0

220.0

240.0

260.0

280.0

0.1 cm

0.2 cm

0.3 cm

0.4 cm

0.5 cm

0.6 cm

0.7 cm

0.8 cm 0.9 cm

1.0 cm

Fundamentbreite b [m]

Be

me

ssu

ng

swe

rt d

es

So

hld

ruck

wid

ers

tan

ds

= σ

R,d

[kN

/m²]

σE

,k [

kN/m

²]

Spannungsverlauf (b = 3.60 m)

196.00

194.00

193.00

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

12.5

13.5

14.5

15.5

16.5

17.5

18.5

19.5

20.5

21.5

22.5

23.5

24.5

25.5

26.5

27.5

28.5

GS = 191.50

GW = 170.00

1.000

0.756

0.524

0.409

0.335

0.279

0.234

0.198

0.168

Auffüllungen

Ton

Tonstein

Berechnungsgrundlagen:Grundbruchformel nach DIN 4017:2006Teilsicherheitskonzept (EC 7)Einzelfundament (a/b = 1.00)γR,v = 1.40γG = 1.35γQ = 1.50Anteil Veränderliche Lasten = 0.500γ(G,Q) = 0.500 · γQ + (1 - 0.500) · γG

γ(G,Q) = 1.425σR,d auf 400.00 kN/m² begrenztOK Gelände = 196.00 mGründungssohle = 191.50 mGrundwasser = 170.00 mGrenztiefe mit p = 20.0 %Grenztiefen spannungsvariabel bestimmt

SohldruckSetzungen

System (b = 3.60 m)

196.00

194.00193.00

0.5

3.0

5.5

8.0

10.5

13.0

15.5

18.0

20.5

23.0

25.5

28.0

30.5

33.0

GS = 191.50

GW = 170.00

max dphi = 0.0 °

AuffüllungenTon

Tonstein

Tiefe γ γ ' ϕ c Es ν[m] [kN/m³] [kN/m³] [°] [kN/m²] [MN/m²] [-] Bezeichnung

194.00 19.0 9.0 25.0 5.0 15.0 0.00 Auffüllungen193.00 20.0 10.0 27.0 10.0 35.0 0.00 Ton

Anlage 8: Homogenbereiche

Nach VOB-C sind für Planung- und Ausschreibung von Baumaßnahmen zur einheitlichen

Beschreibung des Baugrundes Homogenbereiche festzulegen.

In nachfolgenden Tabellen erfolgt die Angabe der Bodenparameter nach Laborversuchen und

Erfahrungswerten zur Festlegung von vorläufigen Homogenbereichen in vereinfachter Form

aufgrund der Einordnung der Maßnahme in die Geotechnische Kategorie GK 1 entsprechend

der VOB 2015 für Erdarbeiten (nach DIN 18300:2012).

Tabelle 8: Homogenbereiche für Böden nach VOB 2015 für Geotechnische Kategorie GK1 in vereinfachter

Form

Schicht-Nr. 0 1 2

geolog. Bezeichnung

Auf

füllu

ng

Ton

stei

n-ze

rsat

z

Ton

stei

n

Bodenart nach DIN 18 196 TM, TL TL / TM TL

Felsgruppencode nach FGSV

- - SF

Verwitterungsgrad nach FGSV

- - VE - VA

Kornanteil < 0,063 mm

Masse-% 65 - 801) 80 - 901) 80 - 901)

Kornanteil < 2,0 mm

Masse-% 65 - 901) 1001) 95 - 1001)

Anteil Steine und Blöcke

Masse-% 5 - 351) 0 0

natürl. Lager-ungsdichte

t/m³ 1,9 - 2,01) 2,0 – 2,11) 2,1 – 2,21)

natürl. Wasser-gehalt

Masse-% 14 - 161) 14 - 16 10 - 13

Fließgrenze wL Masse-% 28 - 351) 26 - 30 28 - 321)

Ausrollgrenze wP Masse-% 16 - 201) 19 - 20 19 - 201)

Plastizitätszahl Ip Masse-% 10 - 201) 8 - 15 7 - 151)

Konsistenzzahl Ic - 0,8 – 1,21) 1,2 – 1,9 1,3 – 1,51)

Konsistenz - steif - halbfest halbfest - fest fest

Lagerungsdichte - - - -

undränierte Scherfestigkeit cu,k

kN/m² 150 - 2501) 200 - 2501) 200 - 3001)

Frostempfindlichkeit nach ZTVE-StB 09

F 3 F 3 F 3

Bodenklasse nach DIN 18 300 alt

3 - 5 4 4 - 6

Bodengruppe nach ATV-DVWK A 127

G 4 G 4 G 4

Homogenbereiche Erdarbeiten DIN 18300

A B C

1)Erfahrungswert

Date post:	23-Oct-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	0 times

BEB Jena Consult GmbH - thueringen.de · 2017. 12. 22. · A 6 - Grundbruch- und Setzungsnachweis A...

Documents