Homogenbereiche und ihre Berücksichtigung beim Betrieb

Transkript

1 Homogenbereiche und ihre Berücksichtigung beim Betrieb VSVI Hessen Seminar Betrieb von Straßen, 26. April 2017 Dezernat BA 3 Dr. Oliver Kuhl Hessen Mobil 1

2 Inhalt des Vortrags Fortschreibung und Änderungen des Regelwerks Ziele der Beschreibung des Baugrunds mit Homogenbereichen Definitionen und erforderliche Angaben Beispiele für die Umsetzung in Baugrundgutachten und Ausschreibungen Hinweise für die Umsetzung bei Maßnahmen des Betriebsdienstes 2

3 VOB/C, Ausgabe 2012, Ergänzungsband 2015 ARS 19/2015 3

4 VOB Gesamtausgabe 2016 ARS 23/2016 4

5 VOB Gesamtausgabe 2016, ZTV E-StB 2009 ARS 03/2017 5

6 Rundschreiben Straßenbau zur VOB Eingeführt durch Bundesministerium mit ARS 19/2015 am Im Einführungsschreiben ist keine Übergangsklausel vorgesehen Ergänzungsband 2015 allgemeine anerkannte Regeln der Technik die Umstellung sollte bis spätestens Mitte 2016 abgeschlossen sein In der ZTV E-StB 09 werden vorerst nur die Boden- und Felsklassen gestrichen der Rest gilt noch Die Länderumfrage zum Entwurf der ZTVE-StB ist 2016 erfolgt Erwartet wird die ZTV E-StB 17 ca. Mitte 2017 ARS 03/2017: Übergangszeit bis Die vollständige Überarbeitung der ZTV E-StB ist bis 2022 zu erwarten 6

7 Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 19/2015 Die Änderungen im Teil C der VOB (Ausgabe 2015) wurden am in einem Ergänzungsband herausgegeben. VOB Teil C, Allgemeine Technische Vertragsbedingungen (ATV), Normen mit Bezug zum Baugrund: DIN Erdarbeiten DIN Bohrarbeiten DIN Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten DIN Nassbaggerarbeiten DIN Untertagebauarbeiten DIN Schlitzwandarbeiten DIN Rohrvortriebsarbeiten DIN Düsenstrahlarbeiten DIN Horizontalspülbohrarbeiten 7

8 Anwendung der Homogenbereiche: DIN und ZTVE-StB Homogenbereiche beschreiben die Schichten des Unterbaus und Untergrunds Die Anwendung beschränkt sich auf den Erd- und Grundbau! Die Grenze ist das Planum; der Oberbau (z. B. Frostschutzschichten unterliegt anderen Regelungen) Das Bankett ist besonders zu betrachten? 8

9 Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 19/2015 Die Änderungen im Teil C der VOB Eine wesentliche Änderung betrifft den Tiefbau. Die bisherigen Bodenklassen wurden durch die Beschreibung des Baugrundes mit Homogenbereichen für alle Tiefbau-ATV vereinheitlicht. Bodenklassen entfallen Homogenbereiche beschreiben den Boden umfänglicher als Bodenklassen Umfangreiche Änderung für Ausschreibung und Abrechnung Ziel der Umstellung ist die Vereinheitlichung der Bodenklassifikation Homogenbereiche lassen mehr Freiheitsgrade für die Bodenbeschreibung zu 9

10 Vereinheitlichung von Boden- und Felsklassen Gegenüberstellung Anzahl der Boden- und Felsklassen in ATV-Normen ATV DIN Gewerk Anzahl für Boden Anzahl für Fels Klassen Zusatzklassen Klassen Zusatzklassen Erdarbeiten Bohrarbeiten Nassbaggerarbeiten Rohrvortriebsarbeiten Untertagebauarbeiten Schlitzwand- Arbeiten bis 7 Vortriebsklassen Homogenbereiche 10

11 Bodenklassen vs. Homogenbereiche VOB 2012: Bodenklassen (Zustand beim Lösen) VOB neu: DIN ff neu: ZTV E-StB (Entwurf): Homogenbereiche (Zustand vor dem Lösen) Einbeziehen aller Erdbaugewerke (Lösen, Laden, Fördern, Behandeln, Einbauen und Verdichten) 11

12 VOB Teil C, Erdarbeiten DIN ff, Kapitel 2 Stoffe, Bauteile 2.3 Einteilung von Boden und Fels in Homogenbereiche 1. Boden und Fels sind entsprechend ihrem Zustand vor dem Lösen in Homogenbereiche einzuteilen. Der Homogenbereich ist ein begrenzter Bereich bestehend aus einzelnen oder mehreren Boden- oder Felsschichten, der für einsetzbare Erdbaugeräte [das jeweilige Baugewerk bzw. Bauverfahren] vergleichbare Eigenschaften aufweist. 2. Sind umweltrelevante Inhaltsstoffe zu beachten, so sind diese bei der Einteilung in Homogenbereiche zu berücksichtigen. 3. Für die Homogenbereiche sind folgende Eigenschaften und Kennwerte sowie deren ermittelte Bandbreite anzugeben. Nachfolgend sind die Normen oder Empfehlungen angegeben, mit der diese Kennwerte ggf. zu überprüfen sind. Wenn mehrere Verfahren zur Bestimmung möglich sind, ist eine Norm oder Empfehlung festzulegen. 12

13 Definition Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) In der Leistungsbeschreibung sind Homogenbereiche anzugeben, bei deren Festlegung für die Erdarbeiten alle Erdbauprozesse einzubeziehen sind: (1) Lösen, bei Maßnahmen des Betriebes im Regelfall einzubeziehen (2) Laden, (3) Fördern, (4) Behandeln, (5) Einbauen, (6) Verdichten. Sollen verschiedene Böden oder Fels unterschiedlich verwendet werden, sind sie getrennt zu lösen und hierfür jeweils eigene Homogenbereiche zu bilden. Boden, Fels und sonstige Baustoffe, die sich für erdbautechnische Zwecke nicht eignen, sind als gesonderte Homogenbereiche anzugeben. Hierzu zählen z.b. Böden mit für den vorgesehenen Einsatzzweck zu hohem oder zu niedrigem natürlichen Wasser-gehalt, gips- oder anhydrithaltige Böden und Fels. Dies gilt auch für Boden, Fels und sonstige Baustoffe, die zunächst zwischengelagert oder verbessert werden müssen. 13

14 Definition Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Bei Boden- oder Felsschichten, die innerhalb eines Bauloses so wechseln, dass sie nicht getrennt aufgemessen werden können, kann eine Zusammenfassung dieser Schichten in einem Homogenbereich zweckmäßig sein. Eine Zusammenfassung kann auch dann sinnvoll sein, wenn ein getrenntes Lösen der Boden- oder Felsschichten nicht möglich oder nicht zweckmäßig ist. Für den Oberboden ist mindestens ein eigener Homogenbereich nach DIN festzulegen (siehe auch Abschnitt 5.2). Ausgehend von der Dammaufstandsfläche sollte bis zu einer Tiefe von 50 cm eine mindestens mitteldichte Lagerung bei nichtbindigen Böden und eine mindestens steife Konsistenz bei bindigen Böden gegeben sein. Andernfalls sind besondere Maßnahmen zu ergreifen, die in der Leistungsbeschreibung anzugeben sind. Das ist bei der Bildung der Homogenbereiche zu berücksichtigen. 14

15 Definition Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Da Boden- und Felsschichten bereits zu Homogenbereichen zusammengefasst worden sind, ist eine weitere Zusammenfassung von Homogenbereichen für ein Gewerk nicht zweckmäßig. Sie kann allenfalls dann zweckmäßig sein, wenn die Homogenbereiche für unterschiedliche Gewerke aufgestellt wurden und für einzelne Gewerke (z.b. Erdarbeiten, Bohrarbeiten, Untertagearbeiten usw.) oder einzelne Erdbauprozesse zusammengefasst werden sollen. Aus abrechnungstechnischen Gründen sollte die Anzahl der Homogenbereiche möglichst gering gehalten werden. Es bietet sich an, Homogenbereiche für Oberboden mit O, ggf. mit O1, O2,, für Boden mit B1, B2,.. und für Fels mit X1, X2,.. usw. zu bezeichnen. 15

16 Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 19/2015 Schichten / Homogenbereiche (Prof. Borchert; Stand Dezember 2014) 16

17 Definition Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Angaben zu den Eigenschaften und Kennwerten für Böden (Homogenbereiche nach ZTVE-StB 17, Entwurf ) Anhang ARS 03/

18 Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Angaben zu den Eigenschaften und Kennwerten für Fels (Homogenbereiche nach ZTVE-StB 17, Entwurf ) Anhang ARS 03/

19 Für die Homogenbereiche sind folgende Eigenschaften und Kennwerte sowie deren ermittelte Bandbreite anzugeben.. Versuchsergebnisse 19,8 % - 28,7 % Zuzüglich Erfahrung 15 % - 35 % Zuzüglich Sicherheitszuschlag??? 0 % % 19

20 Festlegung und Beschreibung von Homogenbereichen Einstufungshilfe: Ausarbeitung H. Neuhaus 20

21 Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Für den Oberboden ist mindestens ein eigener Homogenbereich nach D DIN festzulegen. alt Ober-/Mutterboden, Bodenklasse 1 neu Tabelle Homogenbereich O Ortsübliche Bezeichnung Bodengruppe nach DIN Bodenbereich O Oberboden OU / OH Bodengruppe nach DIN , 6, 8 Massenanteile Steine, Blöcke und große Blöcke nach DIN EN ISO M.-% (Steine) 21

22 Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Bei der Festlegung von Homogenbereichen für die Erdarbeiten sind alle Erdbauprozesse einzubeziehen. Sollen verschiedene Böden oder Fels unterschiedlich verwendet werden, sind sie getrennt zu lösen und hierfür jeweils eigene Homogenbereiche zu bilden. (Bedingt) Wasserempfindlich: Bei Einbau/Verdichtung Bindemittelzugabe, bei Massenüberschuss Entsorgung Wasserunempfindlich: Einbau/Verdichtung ohne Bindemittelzugabe, möglichst Einbau in der Baumaßnahme 22

23 Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Boden, Fels und sonstige Baustoffe, die sich für erdbautechnische Zwecke nicht eignen, sind als gesonderte Homogenbereiche anzugeben. Hierzu zählen z.b. Böden mit für den vorgesehenen Einsatzzweck zu hohem oder zu niedrigem natürlichen Wasser-gehalt, gips- oder anhydrithaltige Böden und Fels. Dies gilt auch für Boden, Fels und sonstige Baustoffe, die zunächst zwischengelagert oder verbessert werden müssen. Wasserempfindlich - Boden steht an im Grundwasserbereich / Stark organisch nicht/bedingt geeignet 23 Wasserunempfindlich: Boden steht an im Grundwasserbereich Zwischenlagerung / Aussetzen

24 Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Bei Boden- oder Felsschichten, die innerhalb eines Bauloses so wechseln, dass sie nicht getrennt aufgemessen werden können, kann eine Zusammenfassung in einem Homogenbereich zweckmäßig sein. Eine Zusammenfassung kann auch dann sinnvoll sein, wenn ein getrenntes Lösen der Boden- oder Felsschichten nicht möglich oder nicht zweckmäßig ist. Bodenschicht Schwemmsand Bodenschicht Sand / Kies Bodenschicht Buntsandstein ähnliche Zusammensetzung wie unten ggf. Zuordnung zu unterem Homogenbereich sehr ähnliche Zusammensetzung der Böden Zusammenfassung in einem Homogenbereich 24

25 Homogenbereich nach ZTVE-StB 17 (Entwurf) Aus abrechnungstechnischen Gründen sollte die Anzahl der Homogenbereiche möglichst gering gehalten werden. Drei Bodenschichten, aber sehr ähnliche Zusammensetzung und Farbe der Böden möglichst Zusammenfassung in einem Homogenbereich 25

26 Böden Schicht II Schicht III Bezeichnung Ton Mergelton Bodengruppe TA / TM TA / TM (DIN 18196) Bandbreite des Korngrößenanteils [M.-%] Ton Schluff Sand Kies 20 Ton Schluff Sand 15 Kies 5 Massenanteile Steine, Blöcke, große Blöcke Steine < 5 Blöcke = 0 Steine < 10 Blöcke = 0 [M.-%] große Blöcke = 0 große Blöcke = 0 Bodendichte [g/cm³] 1,7-1,9 1,7-2,0 Wassergehalte [%] Plastizitätszahl I P [%] Konsistenzzahl I C 0,6-1,1 0,6-1,3 Homogenbereich B Böden Schicht II und Schicht III Bezeichnung Ton, Mergelton Bodengruppe TA / TM (DIN 18196) Bandbreite des Ton Korngrößenanteils [M.-%] Schluff Sand 35 Kies 20 Massenanteile Steine, Steine < 10 Blöcke, große Blöcke Blöcke = 0 [M.-%] große Blöcke = 0 Bodendichte [g/cm³] 1,7 2,0 Wassergehalte [%] Plastizitätszahl I P [%] Konsistenzzahl I C 0,6-1,3 Organische Anteile Vgl [M.-%] Organische Anteile Vgl [M.-%] 3-6 Undrainierte Scherfestigkeit C u,k [kn/m³] < 100 < 150 Undrainierte Scherfestigkeit C u,k [kn/m³] <

27 Kennwerte/Eigenschaften für Erdarbeiten DIN hier: Boden Nr. Eigenschaften / Kennwerte Norm / Versuchsbeschreibung Erdarbeiten DIN Ortsübliche Bezeichnung ---- X 1 2 Korngrößenverteilung mit Körnungsbändern Massenanteil Steine, Blöcke und große Blöcke 4 Dichte DIN DIN EN ISO ; Bestimmung durch Aussortieren und Vermessen bzw. Sieben, anschließend Wiegen und dann auf die zugehörige Aushubmasse beziehen DIN EN ISO und DIN X X X Reduzierung der Anzahl der Kennwerte bei geotechnischer Kategorie GK 1 (Der Begriff "Geotechnische Kategorie 1" ist in der DIN EN definiert und bezeichnet bautechnische Maßnahmen mit einem geringen Schwierigkeitsgrad) DIN oder DIN undränierte Scherfestigkeit oder DIN X 8 Wassergehalt DIN EN ISO X 9a Plastizitätszahl DIN X 9b Konsistenzzahl DIN X 12 Lagerungsdichte Definition nach DIN EN ISO , Bestimmung nach DIN organischer Anteil DIN X 18 Bodengruppe DIN X X Nr. Eigenschaften / Kennwerte 2 Massenanteil Steine, Blöcke und große Blöcke Norm / Versuchsbeschreibung DIN EN ISO ; Bestimmung durch Aussortieren und Vermessen bzw. Sieben, anschließend Wiegen und dann auf die zugehörige Aushubmasse beziehen Erdarbeiten DIN Konsistenz und Plastizität DIN EN ISO X 12 Lagerungsdichte? X 18 Bodengruppe DIN X X 27

28 Standardisierte Beschreibung der Homogenbereiche bei einfachen Erdbaumaßnahmen Geotechnische Kategorie 1 Erdbauprozess: - Lösen / Laden - Transportieren (Abfahren) Entspricht den alten Bodenklassen 3 bis 5 Textbeitrag für die Leistungsbeschreibung 28

29 Beispiel für Leistungspositionen: hier Neubau Bauwerk 29

30 Beispiel für Leistungspositionen: hier Neubau Bauwerk 30

31 Beschreibung des Bodens bei Schutzeinrichtungen Mustertext Ausschreibung HB1 (Ersatz Bodenklasse 3-5 nach DIN alt): Aufstellung in Boden. Homogenbereich HB1, bestehend aus: grobkörnigen Böden mit Lagerungsdichte 0,65 D > 0,3 und/oder gemischtkörnige Böden mit Konsistenzen 1,0 Ic > 0,5 und/oder feinkörnige Böden mit Konsistenzen 1,0 Ic > 0,5 und/oder organogene Böden und Böden mit organischen Beimengungen mit Lagerungsdichte 0,65 D > 0,3 bzw. mit Konsistenzen 1,0 Ic > 0,5 Mustertext Ausschreibung HB2 (Ersatz Bodenklasse 6 nach DIN alt): Aufstellung in Boden. Homogenbereich HB2 bestehend aus: grobkörnigen Böden mit Lagerungsdichte D > 0,65 und/oder gemischtkörnige Böden mit Konsistenzen Ic > 1,0 und/oder feinkörnige Böden mit Konsistenzen Ic > 1,0 und/oder Blockanteil M.-% > 30 Mustertext Ausschreibung HB3 (Ersatz Bodenklasse 7 nach DIN alt): Aufstellung in Fels bzw. verfestigten Baustoffen (z.b. Schlacken). Homogenbereich HB3 mit einaxialer Druckfestigkeit qu > 15 N/mm². 31

32 Beschreibung des Banketts ZTV E StB: Baustoffe (Anforderungen bei Lieferung und Einbau) Für die Herstellung standfester Bankette sind folgende Böden und Baustoffe bzw. Baustoffgemische mit einem Größtkorn von 32 mm geeignet: (1) gemischtkörnige Böden der Bodengruppen GU, GT, (2) Gemische aus gebrochenen Gesteinskörnungen, sofern sie den vorgenannten Bodengruppen entsprechen, (3) Schotterrasen mit einem Oberbodenanteil von 15 M.-% Die Beschreibung des Banketts mit Bodengruppen nach DIN oder als Gesteinskörnungsgemisch hat sich bewährt und sollte daher auch für Arbeiten im Bestand beibehalten werden 32

33 Zusammenfassung Die meisten Baumaßnahmen des Betriebsdienstes sind der geotechnischen Kategorie 1 zuzuordnen Die Beschreibung der Homogenbereiche kann bei diesen einfachen Erdbaumaßnahmen, bei denen nur die Erdbauprozesse Lösen und Laden zu berücksichtigen sind, weitgehend standardisiert werden (ehemals Bodenklasse 3 5) Für die Ausführung von Schutzeinrichtungen wurden schon standardisierte Mustertexte entwickelt Eine weitgehend einheitliche Beschreibung des Oberbodens ist zu erwarten Die Beschreibung der Zusammensetzung des Banketts mit Bodengruppen nach DIN oder als Gesteinskörnungsgemisch hat sich bewährt und sollte daher beibehalten werden Fazit: Beim Betrieb können (im Regelungsbereich der DIN 18300) die bisherigen Vorgehensweisen in der Bauvorbereitung und Baudurchführung weitgehend beibehalten werden 33

34 34