Geotechnischer Bericht

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1 WPW GEOCONSULT GmbH Bruchwiesenstraße Landstuhl RAP Stra Prüfstelle (A und I) Saarbrücken für Saarland, Rheinland-Pfalz, Baden-Württemberg Zugelassene Untersuchungsstelle nach 18 BBodSchG in Saarbrücken WPW GEOCONSULT GmbH Bruchwiesenstr Landstuhl Telefon 06371/ Telefax 06371/ Internet: Geotechnischer Bericht Weitere Büros in: Saarbrücken Mannheim Trier Wiesbaden Ludwigshafen Leipzig Luxemburg St-Nr Ust.Id.Nr. DE Objekt: Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4 BA Auftrag Nr.: GEO /01 Auftraggeber: Zweckverband Entwicklungsgebiet Flughafen Zweibrücken Postfach Zweibrücken Datum: G.doc HRB 7296 Bankverbindungen: Geschäftsführer: Deutsche Bank AG Kreissparkasse Kaiserslautern Dipl.-Ing. Thomas Becker Konto-Nr ( ) Konto-Nr Martin Hollinger Dr.-Ing. Mathias Luber Sparkasse Saarbrücken ( ) Dipl.-Geol. Dr. Peter Jenal Dipl.-Geol. Peter Scheid Konto-Nr ( )

2 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 Einführung 1 2 Vorhandene Unterlagen und Beschreibung der Baumassnahme 1 3 Beschreibung der Baugrundverhältnisse Geologischer Überblick und Aufschlussprogramm Beschreibung der Bodenverhältnisse Beschreibung der aufgeschlossenen Betonkörper Beschreibung der Grundwasserverhältnisse Bodengruppen, Bodenklassen und Frostempfindlichkeitsklassen Bodenkenngrößen 4 4 Erdbautechnische Angaben zum RRB 5 5 Erdbautechnische Angaben zur Zulaufmulde 5 6 Erdbautechnische Angaben zum Ablaufkanal 5 7 Wiederverwendbarkeit der Aushubmassen 6 8 Umwelttechnische Beurteilung der Aushubmassen Durchgeführte Arbeiten Abfalltechnische Einstufung 7 ANLAGEN 0 Legende 1 Übersichtslageplan 2 Lagepläne 3 Schnitte 4 Fotos 5 Zuordnungswerte nach LAGA 6 Analyseberichte VERTEILER Zweckverband Entwicklungsgebiet Flughafen Zweibrücken Postfach Zweibrücken 2 fach Schönhofen Ingenieure Hertelsbrunnenring Kaiserslautern 1 fach 90539g.doc

3 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA 1 1 EINFÜHRUNG Im Zuge der Realisierung des 4. BA im thestyleoutlet Zweibrücken ist die Erweiterung eines bestehenden Rückhaltebeckens geplant. WPW GEOCONSULT wurde mit der Durchführung von geotechnischen und umwelttechnischen Untersuchungen und der Erarbeitung eines Geotechnischen Berichtes beauftragt. 2 VORHANDENE UNTERLAGEN UND BESCHREIBUNG DER BAUMASSNAHME Für die Ausarbeitung des Berichtes standen folgende Unterlagen zur Verfügung: [1] Lageplan, Anlage 3, Blatt L1 M 1 : 500 März 2010 [2] Querprofile RRB, Anlage 5, Blatt Q1-Q3, M 1 : 100 März 2010 [3] Lagepläne mit Sondierergebnissen der Fa. Lenz Umwelttechnik GmbH, ohne Maßstab [4] Lageplan Anlage 3, Blatt L1, mit Eintragung von Betonkörpern durch die Fa. Lenz Umwelttechnik GmbH [5] Geologische Karte, Blatt Zweibrücken, M 1 : Die geplante Baumaßnahme sieht die Erweiterung des bestehenden Rückhaltebeckens nach Süden, sowie ein Vertiefen des Beckens um ca. 1,5 m vor. Des Weiteren sind eine ca. 25 m lange Zulaufmulde und ein ca. 20 m langer Ablaufkanal DN 400 geplant. Die Abmessungen des neuen Beckens betragen ca. 50 x 30 m (mittlere Breite). Eine Abdichtung der Beckensohle und flanken ist nicht vorgesehen. 3 BESCHREIBUNG DER BAUGRUNDVERHÄLTNISSE 3.1 Geologischer Überblick und Aufschlussprogramm Der Standort des Regenrückhaltebeckens befindet sich im Verbreiterungsgebiet der Schichten des Unteren Muschelkalkes, die aus einer Wechselfolge von Sandsteinen, Mergelsteinen und Kalksteinen aufgebaut werden. Zur Erkundung der Baugrundverhältnisse wurden insgesamt 10 Baggerschürfe ausgeführt. Die Lage der Aufschlusspunkte ist der Anlage 2.1 zu entnehmen. Die Aufschlussergebnisse sind in der Anlage 3 in Schnitten dargestellt g.doc

4 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA 2 Aufgrund einer geophysikalischen Sondierung war bekannt, dass sich im unmittelbaren Umfeld des Beckens Bunker der ehemaligen Westwallanlage befinden. Die detektierten Betonkörper wurden von der Fa. Lenz in einem Lageplan eingetragen, der in der Anlage 2.2 beigefügt ist. 3.2 Beschreibung der Bodenverhältnisse Der anstehende Baugrund besteht unter der teilweise vorhandenen 5 10 cm mächtigen Oberbodenschicht verbreitet aus überwiegend feinkörnigen Auffüllungen teils weich steifer, teils halbfester Konsistenz, die mit Kalksteinbrocken mit einem Durchmesser von bis zu 0,5 m sowie in geringem Umfang mit Bauschuttanteilen (Betonbrocken, Keramikstücken, Ziegelstücke, Schwarzdeckenstücken) durchsetzt sind. Örtlich sind Draht und Kabel eingelagert, im Schurf Sch 7 wurde ein leeres Blechfass angetroffen. Der Schurf Sch 9, der unmittelbar am Rand eines mit der geophysikalischen Sondierung erkundeten Betonkörpers ausgeführt wurde, schloss Betonbrocken mit einem Durchmesser bis 1,5 m sowie Armierungseisen auf. Die Auffüllungen sind zum Teil durchwurzelt. Die Mächtigkeit der Auffüllungen beträgt in den Aufschlüssen zwischen ca. 0,5 m und 2,5 m. Der gewachsene Baugrund beginnt bereichsweise mit einem 0,3 m bis 1,2 m mächtigen Horizont aus Ton steifer bis halbfester Konsistenz. Der Ton ist mit Kalksteinbruchstücken durchsetzt. Ab einer Tiefe zwischen 0,8 m und 2,5 m unter Schurfansatzpunkt wurde Festgestein aufgeschlossen, das sich überwiegend aus Kalksteinen mit örtlichen Einlagerungen von Mergelsteinen zusammensetzt. Das Festgestein weist meist einen Verwitterungshorizont auf (Bodenklasse 6), in dem der Kalkstein aufgrund des entständigen Trennflächengefüges entfestigt ist. Die eingelagerten Mergelsteinlagen weisen ebenfalls eine nur geringe Festigkeit auf. Die Mächtigkeit des Verwitterungshorizontes variiert zwischen 0,2 m (Sch 4) und 1,6 m (Sch 6). In den Schürfen Sch 1 und Sch 5 ist er nicht ausgebildet. Ab einer Tiefe von 0,3 m (Bereich Sch 1) unter vorhandener Beckensohle bzw. 2 m 2,7 m unter umgebender Geländeoberfläche steht kompakter, harter Kalkstein (Bodenklasse 7) an. Die Bankmächtigkeit sowie der Kluftabstand liegt im Bereich kompakter Kalksteinbänke häufig im Meter-Bereich. Dementsprechend bietet das Festgestein der Bodenklasse 7 einen hohen Lösewiderstand. Die Oberfläche des Festgesteins der Bodenklasse 7 ist in den Schnitten der Anlage 3 eingetragen. Zwischen den Aufschlusspunkten ist ihr Verlauf interpoliert g.doc

5 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA Beschreibung der aufgeschlossenen Betonkörper Mit dem Schurf Sch 8 wurde eine 0,8 m bis 1 m dicke und 3 3,5 m breite Betonplatte aufgeschlossen, die sich über die gesamte Breite des vorhandenen Beckens erstreckt. In der südlichen Böschung des Beckens stößt die Bodenplatte an einen etwa 3 m breiten Gang aus massivem Stahlbeton, der sich offenbar in südlicher Richtung erstreckt. Er konnte vom Niveau der derzeitigen Beckensohle aus etwa 2 m tief freigelegt werden, ohne dass jedoch die Sohle erreicht wurde. Außerhalb des Beckens ist der Gang etwa 2,5 m mächtig mit Erdreich überschüttet. Die Anlage 3.2 beinhaltet einen groben Schnitt des Betonkörpers, in der Anlage 4 sind Fotos beigefügt. Gemäß den Sondierergebnissen der Fa. Lenz reicht der Gang bis zum südlichen Rand des neuen Beckens. Die Wanddicke des Ganges konnte nicht ermittelt werden. Der Schurf Sch 9 wurde ebenfalls im Bereich eines von der Fa. Lenz detektieren Betonkörpers ausgeführt. Er traf in einer Tiefe von 0,1 m auf massiven Beton und konnte nicht vertieft werden. Er schließt, den Sondierergebnissen der Fa. Lenz nach zu urteilen, nach Westen an den oben beschriebenen Gang an und tangiert das neue Becken. Mit dem Schurf Sch 5 im Bereich des geplanten Drosselschachtes beim Auslaufkanal wurde eine 1 m breite, massive Betonwand angetroffen, die bis 3 m unter GOK reicht und in das Festgestein einbindet. Fotos der Situation sind in der Anlage 4 beigefügt. Gemäß den Sondierergebnissen der Fa. Lenz gehört die Betonwand offenbar zu einem größeren Betonkomplex. 3.4 Beschreibung der Grundwasserverhältnisse Mit den Aufschlüssen wurde der Grundwasserspiegel nicht erreicht. Aufgrund der morphologischen Situation (Lage des Standortes auf einem Hochplateau, nahe der Hangkante) ist nicht zu erwarten, dass bis zu den erforderlichen Aushubtiefen Grundwasser angetroffen wird. Die Bauausführung kann allenfalls durch aufstauendes Sickerwasser beeinträchtigt werden, das sich nach Niederschlägen in den Auffüllungen oder in den Trennflächen des Festgesteins ansammelt g.doc

6 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA Bodengruppen, Bodenklassen und Frostempfindlichkeitsklassen Die aufgeschlossenen Schichten wurden den jeweiligen Bodengruppen nach DIN und Bodenklassen nach DIN zugeordnet. Die Einstufung in die Frostempfindlichkeitsklassen erfolgte nach ZTVE-StB 09 Tabelle 1. Die Zuordnung entspricht der Schichtenzusammenfassung in den Aufschlussprofilen. Tabelle 1: Bodengruppen, -klassen, Frostempfindlichkeitsklassen Bodenart Bodengruppe nach DIN Bodenklasse nach DIN / Frostempfindlichkeitsklasse ZTVE-StB 09 Auffüllung A [TL, TM, X, Y] 4,5 F 3 Ton 1) TL, TM 4,5 F 3 Festgestein, verwittert Zv - 6 F 2 F 3 Festgestein, unverwittert Z - 7 F 1 1) Fein- und gemischtkörnige Böden verändern ihre Konsistenz bereits bei geringer Veränderung des Wassergehaltes. Wasserentzug lässt sie rasch austrocknen und schrumpfen, Wasserzufuhr in die Bodenklasse 2 übergehen. 3.6 Bodenkenngrößen Auf der Grundlage von Laborversuchen und Erfahrungswerten wurden den definierten Schichten Bodenkenngrößen zugeordnet. Es handelt sich dabei um charakteristische Werte im Sinne der DIN 1054/05, die für Bemessungszwecke mit entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerten zu beaufschlagen sind. Tabelle 2: Bodenkenngrößen (charakteristische Werte) Bodenart Wichte γ k [kn/m³] Wichte u.a. γ' k [kn/m³] Reibungswinkel ϕ' k [ ] Kohäsion c' k [kn/m²] Steifemodul E s,k [MN/m²] Auffüllungen A Ton Festgestein, verwittert Zv Festgestein, unverwittert Z ) bei Beanspruchung parallel zu den Trennflächen 2) bei Beanspruchung senkrecht zu den Trennflächen 0 1) 20 2) ) 100 2) g.doc

7 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA 5 4 ERDBAUTECHNISCHE ANGABEN ZUM RRB Die Beckensohle kommt geschlossen im Festgestein der Bodenklasse 7 zu liegen und bindet in dieses etwa 0,5 m bis 1 m tief ein. In den kompakten Felslagen lässt sich ein profilgerechter Aushub nicht realisieren, wobei Überprofilierungen entsprechend der Trennflächenabstände im Bereich von mehreren Dezimetern bis zu ca. 1 m auftreten können. Dementsprechend grobstückig werden die Felsmassen beim Lösen anfallen. Das Festgestein weist Trennflächen und somit Wasserwegsamkeiten auf. Einzelne Betonkörper ragen > 1,5 m unter die Beckensohle. Sofern es sich um gangförmige Strukturen handelt, kann das eingestaute Wasser über diese Gänge unkontrolliert abströmen. Es wird deshalb empfohlen, die Bauwerke im Bereich des Beckens abzubrechen und verbleibende Hohlräume zu verschließen. Die Böschungen des Beckens sind mit einer Neigung von 1 : 1,5 geplant. An der Nordseite schneiden sie weitgehend ins Festgestein ein und sind bei der geplanten Neigung ausreichend standsicher. An den übrigen Seiten schneiden sie bis zu 2,5 m tief in Lockergesteine ein, bei denen es sich überwiegend um Auffüllungen geringer Standsicherheit handelt. Es wird empfohlen, die Böschungen im Lockergestein mit einer Neigung von maximal 1 : 2 anzulegen und mit einem Erosionsschutz zu versehen. 5 ERDBAUTECHNISCHE ANGABEN ZUR ZULAUFMULDE Die Mulde bindet lediglich etwa 1 m tief im Gelände ein. Die Muldensohle kommt in den Übergangsbereich der Auffüllungen zum gewachsenen Boden zu liegen, der teils aus bindigem Lockergestein, teils aus verwittertem Kalkstein und Mergelstein besteht. Die Muldenflanken binden in Auffüllungen ein. Sowohl die Böden in der Muldensohle als auch in den Muldenflanken sind erosionsempfindlich und sollten deshalb mit einem E- rosionsschutz versehen werden. Es wird empfohlen, die Muldenflanken mit einer Neigung von 1 : 1,5 anzulegen. 6 ERDBAUTECHNISCHE ANGABEN ZUM ABLAUFKANAL Der Ablaufkanal erhält eine Verlegetiefe von ca. 3 m und schneidet bis zu ca. 1,8 m tief in Auffüllungen geringer Standfestigkeit, darunter in kompakten Kalkstein (Bodenklasse 7) ein, der im Baggerschurf nur ca. 10 cm tief gelöst werden konnte. Die Grabensohle sowie die Sohle des Drosselbauwerkes kommen im Festgestein zu liegen und besitzen dementsprechend eine ausreichende Tragfähigkeit g.doc

8 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA 6 Da beim Grabenaushub im kompakten Fels deutliche Überprofilierungen zu erwarten sind, sollten Reservemassen für Aushub und Grabenfüllung vorgesehen werden. Voraussichtlich wird das Aufbringen einer Ausgleichsschicht auf der Grabensohle erforderlich. Die Grabenböschungen können im Festgestein mit einer Neigung von 80 frei abgeböscht werden. In den überlagernden Auffüllungen sind die Grabenwände unter einer Neigung 45 abzuböschen oder mittels Verbau zu sichern. Für den Aushub des Grabens im Fels ist der Einsatz eines Hydraulikmeißels einzukalkulieren. Mit dem Schurf Sch 5 im Bereich des geplanten Drosselschachtes wurde eine massive, etwa 1 m breite Stahlbetonwand aufgeschlossen. Gemäß den Sondierergebnissen der Fa. Lenz reicht der Beton auch in den Bereich des Ablaufkanals. Er wurde allerdings im Einmündungsbereich des Kanals in den Graben (Schurf Sch 7) nicht mehr angetroffen. Somit ist zu erwarten, dass beim Aushub der Baugrube für das Drosselbauwerk und den Graben des Ablaufkanals massiver Stahlbeton abzubrechen sein wird. 7 WIEDERVERWENDBARKEIT DER AUSHUBMASSEN Beim Aushub des Beckens sowie der Gräben für die Zu- und Abläufe fallen einerseits aufgefüllte, meist bindige Böden inhomogener Zusammensetzung, andererseits grobstückige Felsmassen an. Die bindigen Auffüllungen sind aus geotechnischer Sicht nur dort für den Wiedereinbau geeignet, wo keine hohen Anforderungen an die Tragfähigkeit und Verdichtbarkeit gestellt sind. Sie können z.b. als Grabenverfüllung beim Ablaufkanal oberhalb der Leitungszone verwendet werden. Der harte Kalkstein fällt überwiegend grobstückig an und muss für den qualifizierten Wiedereinbau auf eine geeignete Korngröße gebrochen werden. 8 UMWELTTECHNISCHE BEURTEILUNG DER AUSHUBMASSEN 8.1 Durchgeführte Arbeiten Die Geländebegehung zur Probenahme erfolgte am Dabei wurden aus 8 Baggerschürfen Proben entnommen. Die Tabelle 1 enthält eine Auflistung der entnommenen Einzelproben, die in die Mischproben eingegangen sind: 90539g.doc

9 GEO /01 Regenrückhaltebecken, thestyleoutlet Zweibrücken, 4. BA 7 Tabelle 3: Auflistung der entnommenen Einzelproben Aufschluss Tiefe [m] Mischprobe Beschreibung Sch 1 (0 0,5) Sch 2 (0 1,3) Sch 3 (0 3,7) Sch 4 (0 1,2) Sch 6 (0 1,1) Sch 7 (0 1,7) Sch 9 (0 3,0) Sch 1 (0,5 0,8) Sch 2 (1,3 3,3) Sch 4 (1,2 2,1) Sch 6 (1,1 1,7) MP 1 MP 2 Auffüllungen mit Schwarzdeckenstücken, Betonbrocken o. ä. Gewachsener Boden (Tone, Kalksteinboden) Die Untersuchungen wurden gemäß den Vorgaben der LAGA Mitteilung 20 (Stand: November 2004) auf die Parameter der Tabellen II.1.2-4: und II.1.2-5: (Feststoff- und E- luatanalyse) vorgenommen. Ergänzend wurden Analysen gemäß der Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts (2009), Anhang 3, Tabelle 2 durchgeführt. Zusätzlich wurde aus Schurf 3 eine Probe (Sch 3) des Betons mit Bitumen/Teerbeschichtung auf Asbest und PAK untersucht. Anlage 6 enthält die Laborberichte. 8.2 Abfalltechnische Einstufung Die Verwendung in bodenähnlichen Anwendungen (Einbauklasse 0 bzw. 0*) ist in beiden Fällen nicht zulässig. Bei der Probe MP 1 überschreitet der Messwert für PAK im Feststoff den Zuordnungswert Z 0 bzw. 0*. Bei der Probe MP 2 werden die Zuordnungswerte Z 0 bzw. 0* für Arsen und Zink im Feststoff nicht eingehalten (vgl. Anlage 5.1). Der Vergleich mit den Zuordnungswerten der LAGA Mitteilung 20 für den eingeschränkten Einbau in technischen Bauwerken ergibt für MP 1 eine Einstufung analog Einbauklasse 1.2 und für MP 2 in die Einbauklasse 1.1. Einstufungsrelevant für die Probe MP 1 ist der erhöhte PAK-Gehalt von 5,25 mg/kg (vgl. Anlage 5.2). Vergleicht man die gemessenen Schadstoffgehalte mit den Zuordnungswerten der Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts (2009), Anhang 3, Tabelle 2, so resultiert daraus in beiden Fällen, also für Auffüllungen und gewachsenen Böden, eine Einstufung in Deponieklasse 0 (vgl. Anlage 5.3) g.doc

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