65. Deutsche Brunnenbauertage BAW-Baugrundkolloquium 07. bis 09. Mai 2014 Bau-ABC Rostrup / Bad Zwischenahn. Vom Aufschluss im Fels zum Baugrundmodell

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1 65. Deutsche Brunnenbauertage BAW-Baugrundkolloquium 07. bis 09. Mai 2014 Bau-ABC Rostrup / Bad Zwischenahn - Aufnahme von Festgesteinsbohrkernen am Beispiel der Schleusen Besigheim und Hessigheim - Dipl.-Geol. Jan H. Hinrichs GHJ Ingenieurgesellschaft für Geound Umwelttechnik mbh & Co. KG Am Hubengut Karlsruhe Seite 1 1. Einführung Fels in Deutschland Rostrup Boden / Lockergestein Fels / Festgestein Quelle: BGR, Hannover Seite 2 1

2 1.1 Geotechnische Aufnahme Definition von Fels n. DIN EN ISO Mineral Quelle: T. Gahm, LGA Nürnberg Fels Gebundene Minerale mit bestimmter - Petrographie - Korngröße - Gefüge - Geologischer - Zuordnung Gestein von Trennflächengefüge begrenzter Fels Gebirge Fels einschließlich Trennflächen und Verwitterungsprofile 1.1 Geotechnische Aufnahme Felsbeschreibung Eigenschaften n. DIN EN ISO Fels / Gestein Entstehung Kornbindung Gesteinsart Mineralkornhärte Gefüge Farbe und Geruch Mineralogie Druckfestigkeit Kalkgehalt Durchlässigkeit Körnigkeit Quellen Porenraum Gebirge Trennflächen Durchlässigkeit Verwitterung Seite 4 2

3 1.1 Geotechnische Aufnahme Felsarten genetische Einheiten Magmatische Gesteine Sedimentgesteine Metamorphe Gesteine Herkunft Aufschmelzung von Gesteinen Verwitterung und Verfrachtung der Verwitterungsprodukte an der Erdoberfläche Gesteine unter Hohen Drücken und Temperaturen Herkunft Vorgang Erstarrung und Kristallisation von Gesteinsschmelzen Ablagerung / Sedimentation, Versenkung und Diagenese / Verfestigung Umwandlung der Minerale bzw. Rekristallisation neuer Minerale in festem Zustand Vorgang 1.1 Geotechnische Aufnahme Felsarten nach DIN EN ISO , Tab. A.1 Beispiel: Sedimentgestein aus Gesteinbruchstücken mittelkörnig 0,063 2 mm Seite 6 3

4 1.1 Geotechnische Aufnahme Trennflächen Trennflächenabstände Räumliche Lage der Trennflächen weitere Kriterien: Durchtrennungsgrad, Rauigkeit, Öffnungsweite, Kluftfüllungen, Wasserführung Quelle: T. Gahm, LGA Nürnberg Seite Geotechnische Aufnahme Trennflächenabstände 2 3 3,2 Bohrkern gestört 4 5 engständig geklüftet (6-20cm) ,2 weitständig geklüftet (60-200cm) mittelständig geklüftet (20-60cm) 12 Quelle: T. Gahm, LGA Nürnberg 13 Seite 8 4

5 1.1 Geotechnische Aufnahme Räumliche Lage von Trennflächen Fallrichtung Fallen (Fallwinkel) Achse Pilotbohrung Achse Bohrkern Quelle: T. Gahm, LGA Nürnberg Seite Geotechnische Aufnahme Verwitterung: Übergang von Fels zu Boden Quelle: T. Gahm, LGA Nürnberg Kalkstein (Jura), Hollfeld, Bayern Seite 10 5

6 1.1 Geotechnische Aufnahme Verwitterungsstufen von Fels n. DIN EN ISO Beispiel Verwitterungsstufe 0:Granodiorit Hösbach, NW-Bayern Bezeichnung frisch Beschreibung Kein sichtbares Zeichen von Verwitterung des Gesteins; möglicherweise leichte Verfärbung an den Hauptoberflächen oder Trennflächen. Stufe 0 Seite Geotechnische Aufnahme Verwitterungsstufen von Fels n. DIN EN ISO Beispiel Verwitterungsstufe 3: Granodiorit Hösbach, NW-Bayern Bezeichnung stark verwittert Beschreibung Mehr als die Hälfte des Gesteins ist zersetzt oder zerfallen. Frisches oder verfärbtes Gestein liegt entweder als ein zusammenhängendes Steinskelett oder als Steinkerne vor. Stufe 3 Seite 12 6

7 1.1 Geotechnische Aufnahme Verwitterungsstufen von Fels n. DIN EN ISO Beispiel Verwitterungsstufe 5: Granodiorit Hösbach, NW-Bayern Bezeichnung zersetzt Beschreibung Das gesamte Gestein ist zu Boden umgewandelt. Die Gebirgsstruktur und die Gesteinstextur sind aufgelöst. Das Gesteinsvolumen ist stark verändert, aber der Boden hat sich nicht wesentlich bewegt. Stufe 5 Seite Geologisch-stratigrafische Aufnahme Grundlagen für stratigrafische Aufnahme Kenntnisse zu zeitlicher bzw. erdgeschichtlicher Abfolge und räumliche Verteilung der Gesteine Quelle: Geopark Bayern-Böhmen Seite 14 7

8 1.2 Geologisch-stratigrafische Aufnahme Beispiele für ungestörte Lagerung jung liegt auf alt jung durchdringt alt Seite Geologisch-stratigrafische Aufnahme Beispiele für Umkehr der Lagerung Faltentektonik mit überkippter Falte Aufschiebung Seite 16 8

9 2. Beispiele für geologisch-stratigrafische Aufnahme Schleusen Besigheim und Hessigheim Quelle: BAW Karlsruhe Seite Allgemeine geologische Verhältnisse Topografische Karte Quelle: LGL Baden-Württemberg Seite 18 9

10 2.1 Allgemeine geologische Verhältnisse Geologische Karte Quelle: LGRB Baden-Württemberg Seite Allgemeine geologische Verhältnisse Normalprofil Besigheim-Hessigheim mo1 / Trochitenkalkformation: Kalkstein mit Tonsteinund Tonmergelzwischenlagen mm / Diemelformation: Dolomitstein mm / Heilbronnformation: Gips, Dolomitstein, Tonstein, Steinsalz bzw. deren Auslaugungsrückstände mm / Karlstadtformation: Dolomitstein, Tonstein, Kalkstein, Gips Seite 20 10

11 2.2 Bohrkernaufnahme T4 T3 Kalksteinbänke mit Schalentrümmer = Trochitenbänke mo1, Hassmersheimer Schichten T2 T1 mo1, Zwergfaunaschichten Fotos: BAW Karlsruhe Seite Bohrkernaufnahme knollige Kalksteine mit Tonmergelsteinzwischenlagen -> mo1, Zwergfaunaschichten Schichtgrenze Oberer Muschelkalk zu Mittlerer Muschelkalk Dolomitsteine -> mm, Diemelformation Fotos: BAW Karlsruhe Seite 22 11

12 2.2 Bohrkernaufnahme Dolomitsteine -> mm, Diemelformation löchrig-kavernöse Dolomitsteine = Lauffenhorizont Schichtgrenze Diemelformation / Heilbronnformation zersetzte Tonsteine -> mm, Heilbronnformation, Obere Sulfatschichten Fotos: BAW Karlsruhe Seite Bohrkernaufnahme Unterschiedliche Verwitterungsgrade Fotos: BAW Karlsruhe Seite 24 12

13 2.2 Bohrkernaufnahme Alte und neue Bohrungen im Vergleich 1960 B KBOXII NN+m m Abstand Quelle: BAW Karlsruhe 140 Seite Baugrundmodell Schleuse Hessigheim: Geologischer Schnitt Auffüllung/Beton Neckarkies Residualton Oberer Tonanhydrit % CaSO 4 Zwischendolomit 21 % CaSO 4 Unterer Tonanhydrit % CaSO 4 Heilbronn- Formation (mm) Quelle: BAW Karlsruhe Salzlager Untere Sulfatschicht Unterer Dolomit Karlstadt- Formation (mm) Seite 26 13

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 14

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