GEOBAU GmbH Beratende Ingenieure und Geologen Seite 1 von 22

Transkript

1 Seite 1 von 22 Inhalt 1. Veranlassung und Aufgabenstellung Beschreibung von Bauvorhaben und Örtlichkeit Unterlagen Durchgeführte Untersuchungen Geologisch-hydrogeologische Verhältnisse Baugrundverhältnisse Schichtenfolge Bereich ehemalige Tongrube Bereich außerhalb der Tongrube ( Freitagshof ) Hinweise zu den Grundwasserverhältnissen Bauzeitliche Wasserhaltung Ständige Wasserhaltung Bodengruppen / Bodenklassen Bodenmechanische Kennwerte Gründungstechnische Folgerungen Bereich ehemaliger Freitagshof Gründungstiefe / Aushubtiefe Gründungsart Zulässige Belastung des Baugrundes Gesamtsetzungen / Setzungsdifferenzen / Setzungsverhalten Grundbruchsicherheit Bereich verfüllte Tongrube Gründungstiefe / Aushubtiefe Gründungsart Zulässige Belastung des Baugrundes Gesamtsetzungen / Setzungsdifferenzen / Setzungsverhalten Grundbruchsicherheit Stollensystem im Untergrund Befestigung von Park- und Verkehrsflächen Kanalbau Hinweise zur Bauausführung Befahrbarkeit Böschungen Verbleib der Aushubmaterialien Verfüllung der Arbeitsräume Baubegleitende Prüfungen / Baugrubenabnahmen Schätzung der Gründungsmehrkosten Schlusswort...21

2 Seite 2 von 22 Tabellen Tab. 1: Tab. 2: Tab. 3: Technische Daten der eingesetzten Rammsonde Bodenklassen und Bodengruppen Bodenmechanische Kennwerte (Rechenwerte) Anlagen Anl. 1: Übersichtsplan M 1: Anl. 2: Lageplan M 1:500 Anl. 3: Bohrprofile und Rammdiagramme M 1:50 Anl. 4: Setzungsberechnung Anl. 5: Schichtenverzeichnisse und Säulenprofile Anl. 6: Rammdiagramme mit Schlagzahltabellen Anl. 7: Vermessungsprotokoll

3 Seite 3 von 22 Baugrunduntersuchung für das Bauvorhaben Ziegelstraße in Oberhausen-Osterfeld 1. Veranlassung und Aufgabenstellung Die beabsichtigt das Gelände an der Ziegelstraße einer Wohnbaunutzung zuzuführen. Das Ingenieurbüro GEOBAU GmbH wurde mit der Durchführung einer gebäudebezogenen Baugrunduntersuchung unter Einbeziehung vorliegender Altgutachten beauftragt. Im Hinblick auf die bekannte problematische Baugrundsituation im Ostteil des Geländes ist zusätzlich eine Schätzung der Mehrkosten für Bodenverbesserungsmaßnahmen zur Gründung der Gebäude anzufertigen. Die Lage des Untersuchungsgebietes ist in Anlage 1 ausgewiesen. 2. Beschreibung von Bauvorhaben und Örtlichkeit Das Bauvorhaben umfasst die Errichtung von insgesamt 48 Wohnhäusern, die größtenteils als Doppel- und Reihenhäuser geplant sind, sowie die Anlegung von Erschließungsstraßen mit PKW-Stellplätzen. Die Gebäude sollen voraussichtlich unterkellert werden. Eine EFH-Höhe der Gebäude liegt zum derzeitigen Planungsstand noch nicht vor. Sie wird daher im Rahmen dieses Gutachtens als ± Geländeoberkante angenommen. Das zur Bebauung vorgesehene Gelände umfasst eine Fläche von ca m² und weist bei Höhen zwischen 55 und 62 mün ein relativ starkes Relief auf. Es befindet sich nordöstlich der Ziegelstraße, gegenüber den Häusern Ziegelstraße Im Nordwesten wird das Baugelände durch die Wohnbebauung Am Stemmersberg begrenzt. Die nordöstliche und südöstliche Begrenzung des Geländes erfolgt durch die Grundstücke Am Stemmersberg und 39 sowie Tonweg 1-9. Der geringste Abstand zur bestehenden Nachbarbebauung beträgt ca. 20 m. Das Grundstück gliedert sich in den höher gelegenen westlichen Teil, den ehemaligen Freitagshof und einen tiefer liegenden östlichen Teil, der die Verfüllung einer ehemaligen Tongrube darstellt. Beide Bereiche werden durch eine

4 Seite 4 von 22 SW-NE-verlaufende Böschung mit Höhen zwischen 2 und 4 m getrennt. Die geplante Bebauung ist den morphologischen Gegebenheiten angepasst. So werden der Bereich der ehemaligen Tongrube und der Teil des ehemaligen Freitagshofes separat von der Ziegelstraße aus erschlossen. Die vorhandene Böschung ist von der Bebauung ausgespart und als Grün- bzw. Gartenfläche ausgewiesen. Zum Zeitpunkt der Untersuchungen lag das Gelände überwiegend als Brachfläche mit Gras und Wildwuchs vor. Im östlichen Bereich werden Teilflächen als Kleingärten genutzt. Im Untergrund des Geländes verlaufen gemäß alter Planunterlagen und Untersuchungen ein Luftschutzstollen und ein Wasserstollen. Der Eingang des Luftschutzstollens ist mittels eines Baggerschurfes im Juni 2000 nachgewiesen worden. Die ungefähre Lage der Stollen ist in Anlage 2 (Lageplan) übernommen worden. 3. Unterlagen Zur Erstellung des vorliegenden Gutachtens wurden folgende Unterlagen verwendet: Lageplan des BV, Maßstab 1 : 500, vom Architekten zur Verfügung gestellt, Geologische Karte von Preußen und benachbarten deutschen Ländern M 1:25.000, Blatt 2502 Bottrop, 1934, Ingenieurgeologische Karte von Nordrhein-Westfalen M 1:25.000, Blatt 4407 Bottrop, Geologisches Landesamt NRW Krefeld Baugrundvorerkundung für das Gelände an der Ziegelstraße in Oberhausen- Osterfeld, Dr. Tillmanns & Partner GmbH, Oktober 1998, Gefährdungsabschätzung für das Gelände Ziegelstraße in Oberhausen- Osterfeld, Dr. Tillmanns & Partner GmbH, Oktober 1998 Erkundung der Auffüllungsmächtigkeit und Kostenschätzung für die gründungsarbeiten auf dem Gelände an der Ziegelstraße in Oberhausen- Osterfeld, Dr. Tillmanns & Partner GmbH, Januar 1999, Gutachterliche Begleitung eines Baggerschurfes auf dem Grundstück an der Ziegelstraße in Oberhausen-Osterfeld, GEOBAU GmbH, Juni 2000.

5 Seite 5 von 22 Überprüfende Grundwasseruntersuchungen auf dem Gelände Ziegelstraße in Oberhausen-Osterfeld, GEOBAU GmbH, März Durchgeführte Untersuchungen Zur gebäudebezogenen Erkundung der Untergrundverhältnisse wurden an den auf dem Lageplan (Anl. 2) gekennzeichneten Punkten insgesamt 25 Rammkernsondierungen (RKS 1-25), 21 leichte Rammsondierungen (DPL 1-15 und 20-25) sowie 4 mittelschwere Rammsondierungen (DPM 16-19) gem. DIN 4094 abgeteuft. Im Bereich der ehemaligen Tongrube lag die max. Aufschlusstiefe bei ca. 7 m (RKS) und ca. 6 m (DPL). Außerhalb der Tongrube wurde eine max. Aufschlusstiefe von 5 m unter derzeitiger GOK als ausreichend erachtet. Die Sondierungen im Bereich der geplanten Erschließungsstraßen wurde bis zu einer max. Aufschlusstiefe von 3 m unter derzeitiger GOK niedergerbacht. Die technischen Daten der eingesetzten Rammsonde (DPL/DPM) gehen aus nachfolgender Tabelle hervor: Bezeichnung Spitzendurch- Spitzenquer- Masse Fallder Sonde messer schnitt Rammbär höhe d [mm] A [cm²] m[kg] h [m] DPL 35, ,50 DPM 35, ,50 Tabelle 1: Technische Daten der eingesetzten Rammsonde gem. DIN 4094 Die Schlagzahlen N 10 geben bei nicht bindigen Böden einen Anhalt über die vorhandene Lagerungsdichte, bei bindigen Böden einen Anhalt über die vorhandene Zustandsform (Konsistenz) der jeweiligen Bodenschicht und damit eine Aussagemöglichkeit über die Festigkeit und Kompressibilität des Bodens. 5. Geologisch-hydrogeologische Verhältnisse Großräumig liegt das Untersuchungsgebiet am Südrand des Münsterländer Kreidebeckens im Übergangsbereich zum Rheinischen Schiefergebirge.

6 Seite 6 von 22 Den tieferen Untergrund im Untersuchungsgebiet bilden die steinkohleführenden Schichten des Oberkarbons, denen die Sedimente der Oberkreide (Senon) diskordant aufliegen. Hierbei handelt es sich um glaukonitreiche Tonmergel, die im Bereich des Untersuchungsgebietes in der ehem. Ziegelei Stemmersberg abgebaut wurden. An ihrer Oberfläche sind die Mergel meist zu Ton verwittert und nehmen mit zunehmender Tiefe felsigen Charakter an. Außerhalb der verfüllten Tongrube werden die Tonmergel von den sandigen Kiesen der Rhein-Hauptterrasse in Mächtigkeiten von bis zu 2-3 m überlagert. Bereichsweise ist auch außerhalb der verfüllten Tongrube anthropogenes Auffüllungsmaterial vorhanden. Im Bereich der ehemaligen Tongrube erreicht die Auffüllung Mächtigkeiten bis ca. 6 m. Die Terrassenkiese des Rheins sind nur von geringer Mächtigkeit und lokal begrenzt, so dass ein zusammenhängender quartärer Grundwasserhorizont im Untersuchungsgebiet nicht zu erwarten ist. Bei den im Rahmen der Feldarbeiten angetroffenen Vernässungen handelt es sich vermutlich um Staunässebildungen auf dem Verwitterungshorizont der Kreidemergel. Der kretazische Grundwasserspiegel liegt innerhalb der Tonmergel in Tiefen > 5-7 m. 6. Baugrundverhältnisse Die zu bebauende Fläche gliedert sich morphologisch und geologisch in zwei Teilbereiche: Den tiefer liegenden Bereich der ehemaligen verfüllten Tongrube im Osten des Geländes mit Geländehöhen von ca. 55,20 münn im Süden und ca. 57,50 münn im Norden und den höher gelegenen Bereich des ehemaligen Freitagshofes im Westen des Grundstücks. Hier steigt das Gelände von ca. 57,26 münn im Süden auf ca. 62,00 münn im Nordosten an. Die Bereiche werden durch eine Böschung mit Höhen von 2-4 m getrennt. 6.1 Schichtenfolge Bereich ehemalige Tongrube Im Bereich der ehemaligen Tongrube gliedert sich die Schichtenfolge in zwei Hauptbodenarten. Die anthropogene Auffüllung weist bei Mächtigkeiten zwischen ca. 1,2 bis 2 m in den Randbereichen und bis zu ca. 6,0 m im zentralen Bereich der Grube eine heterogene Zusammensetzung und überwiegend locke-

7 Seite 7 von 22 re Lagerung auf. Es handelt sich um braune bis braun-schwarze Gemische aus Sand, Schluff, Aschen, Schlacken und Bauschutt in wechselnden Anteilen. Darunter folgt mit Ausnahme der RKS 3 unmittelbar der nur oberflächig tonig verwitterte Mergelstein der Kreide in halbfester bis fester Konsistenz. Bei RKS 3 wurde unterhalb der anthropogenen Auffüllung in einer Tiefe von 1,6-2,0 m unter GOK die kiesige Rhein-Hauptterrasse angetroffen. Unterhalb von 2 m folgt auch hier der halbfeste Verwitterungshorizont der Kreide. Im Bereich der Tongrube wurde oberhalb der Kreide Staunässe/Schichtwasser in der anthropogenen Auffüllung festgestellt Bereich außerhalb der Tongrube ( Freitagshof ) Außerhalb der verfüllten Tongrube wurde nur im Südwesten der Fläche (RKS 16, 17, 18 und 19) anthropogenes Auffüllungsmaterial in Mächtigkeiten zwischen 1,0 und 1,2 m angetroffen. Es handelt sich hierbei um Sande und Schluffe mit untergeordnetem Bauschutt- und Schlackenanteil. Im nordöstlichen Teilbereich der Fläche wurde mit Ausnahme von RKS 22 ein ca. 0,6-0,8 m mächtiger humoser Oberboden ohne Fremdbestandteile erbohrt. Lediglich bei RKS 22 wurden vereinzelte Schlacken im humosen Oberboden festgestellt. Auffüllung und humoser Oberboden liegen in überwiegend lockerer Lagerung bzw. weicher bis steifer Konsistenz vor. Darunter wurde mit Ausnahme der beiden westlichen Bohrungen RKS 16 und 19 in allen Sondierungen die zumeist mitteldichte kiesige Rhein-Hauptterrasse bis in Tiefen von 1,2 bis 2,3 m unter Bohransatzpunkt festgestellt. Ab einer Tiefe zwischen ca. 1,0 und 2,3 m wurde in allen Bohrungen der Verwitterungshorizont der Kreide erbohrt. Dieser weist im oberen Meter eine steife Konsistenz auf. Darunter liegt er in steifer bis halbfester Konsistenz vor. Mit zunehmender Tiefe geht er in den halbfesten bis festen Mergel über. Die Bodenproben waren im Südteil erdfeucht ausgebildet. Im Nordostbereich wurde Schichtwasser/Grundwasser oberhalb des Verwitterungshorizontes der Kreide in den Kiesen der Rhein-Hauptterrasse ab ca. 0,6-0,7 m unter GOK angetroffen. 6.2 Hinweise zu den Grundwasserverhältnissen Der Ingenieurgeologischen Karte sind für den Bereich des Untersuchungsgebietes keine Aussagen zum Grundwasser zu entnehmen. Es wird jedoch auch auf Grund vorangegangener Untersuchungen davon ausgegangen, dass ein zu-

8 Seite 8 von 22 sammenhängender quartärer Grundwasserleiter nicht vorhanden ist. Innerhalb der ehemaligen Ziegeleigrube bilden sich jedoch Stauwässer auf der Sohle der tonig verwitterten Kreide. Mit Flurabständen von 1,6 bis 3,6 m wurden Stauwassermächtigkeiten von 0,3 bis 2,9 m angetroffen. Je nach Niederschlagsereignissen und damit verbundenen Stauwasserhöhen kann das Wasser nach Süden in die benachbarte Fläche übertreten. Ein zusammenhängender Grundwasserspiegel liegt vermutlich erst innerhalb des klüftigen Kreidemergels in größeren Tiefen vor. Des weiteren liegen die Kiese der Rhein-Hauptterrasse im Nordosten des höher gelegenen Grundstücksteils wassergesättigt vor. Von hier aus strömt das Wasser vermutlich der ehemaligen Tongrube zu. Bei den Bohrungen im Südwesten außerhalb der Tongrube wurde kein Wasser angetroffen Bauzeitliche Wasserhaltung Die anfallenden Wässer auf den Baugrubensohlen im Bereich der Tongrube sollten mittels einer offenen Wasserhaltung (z. B. Ringdrainage mit Kiesbett im Arbeitsraum, die an einen Pumpensumpf angeschlossen wird) abgeleitet werden können. Für den Nordostbereich des Grundstücks außerhalb der Tongrube kann es bei bauzeitlich starken Niederschlägen angezeigt sein, die offene Wasserhaltung durch Vakuumlanzen oder Flachbrunnen zu ergänzen. Im Südwestbereich außerhalb der Tongrube sind voraussichtlich nur Maßnahmen zur Beseitigung von Tagwasser erforderlich Ständige Wasserhaltung Das Betreiben einer ständigen Wasserhaltung über die Bauzeit hinaus ist nicht erforderlich, es sind jedoch Sicherungsmaßnahmen der Keller gegen drückendes Wasser (z. B. Weiße Wanne ) vorsorglich für alle Gebäude vorzusehen. 6.3 Bodengruppen / Bodenklassen Die im Untersuchungsgebiet angetroffenen Bodenarten sind den in nachfolgender Tabelle 2 zusammengefassten Bodengruppen und -klassen zuzuordnen: Bezeichnung Bodengruppe Bodenklasse Bezeichnung Frostempfindlichkeitsklasse nach nach nach nach Bodenart DIN 4022 DIN DIN DIN nach ZTVE-StB 94 Oberboden (Gras- U-S, h OH 1 Oberboden ---

9 Seite 9 von 22 narbe) nur in Teibereichen Auffüllung Mischböden (Schluff, Sand, Kies, Bauschutt, Schlacken, Aschen, in wechselnden Anteilen), z. T. humos --- A 3-4 leicht bis mittelschwer lösbare Bodenarten F1-F3 nicht bis sehr frostempfindlich Rhein- Hauptterrasse Kies, fein- bis grobsandig G, fs-gs. GE-GW 3 leicht lösbare Bodenarten F1 nicht frostempfindlich Tonmergel, verwittert Ton, ± schluffig, schwach feinsandig T, u,fs TL, TM 4 (2) im vernäßten Zustand 2 für Ic < 0,5 mittelschwer lösbare bzw. fließende Bodenarten F3 sehr frostempfindlich Tabelle 2: Bodenklassen und Bodengruppen 6.4 Bodenmechanische Kennwerte Für die angetroffenen Hauptbodenarten werden für den ungestörten Zustand die folgenden mittleren bodenmechanischen Kennwerte (Rechenwerte) angegeben: Raumgewicht Steifezahl Reibungswinkel Kohäsion Bodenart γ / γ` Es ϕ` C` Einheit: [kn/m³] [MN/m²] [ ] [kn/m²]

10 Seite 10 von 22 Auffüllung Mischböden (Schluff, Sand, Kies, Bauschutt, Schlacken, Aschen, in wechselnden Anteilen), z. T. humos Rhein-Hauptterrasse Kies, fein- bis grobsandig Tonmergel, verwittert Ton, ± schluffig, schwach feinsandig Tonmergel, halbfestfest 19 / / / ,5-27, / Tabelle 3: Bodenmechanische Kennwerte (Rechenwerte) 7. Gründungstechnische Folgerungen Auf Grund der unterschiedlichen Bodenverhältnisse im Bereich der verfüllten Tongrube und im Bereich des ehemaligen Freitagshofes sind diese getrennt zu betrachten: 7.1 Bereich ehemaliger Freitagshof Die geplanten Wohnhäuser erhalten eine Unterkellerung.

11 Seite 11 von 22 Bei einer angenommenen Tiefe der Oberkante Kellersohle von ca. 2,80 m unter derzeitiger GOK liegt das Gründungsniveau für alle Gebäude innerhalb des steif-halbfest ausgebildeten Verwitterungshorizontes des Kreidemergels. Dieser stellt einen ausreichend tragfähigen Baugrund dar Gründungstiefe / Aushubtiefe Es ergeben sich Aushubtiefen gegenüber dem Urgelände von ca. 3,0 m. Sollten Weichbereich oder Vernässungen in der Aushubsohle angetroffen werden, so sind diese auszuheben und gegen verdichtungsfähiges Material zu ersetzen. Bei bauzeitlich anhaltenden starken Niederschlägen kann darüber hinaus das Einbringen einer Schotter-Stabilisierungsschicht (z. B. Natursteinschotter HKS 0/45 gem. ZTVT-StB 95) in einer Stärke d 0,20 m erforderlich sein. Verdichtungsanforderungen unter Berücksichtigung einer Nachverdichtung der Baugrubensohle: D Pr 100% Verformungsmodul im Lastplattendruckversuch OK Schotterpolster: E v MN/m², E v2 /E v1 2, Gründungsart Unter den o. g. Voraussetzungen kann auf dem Verwitterungshorizont des Kreidemergels flach gegründet werden Zulässige Belastung des Baugrundes Bei einer Gründung über Streifenfundamente kann für Fundamentbreiten von 0,4-2,0 m von einer zul. Bodenpressung von σ = 230 kn/m² ausgegangen werden. Einzelwerte können der Tabelle und dem Diagramm in Anlage 4 entnommen werden. Für außermittige Belastungen ist die o. a. Bodenpressung auf die rechnerische Ersatzfläche gem. 4017, T2 (a =a-2e; b =b-2e) zu beziehen.

12 Seite 12 von 22 Die Fundamente erhalten eine Bewehrung nach den statischern Erfordernissen. Falls eine Plattengründung nach dem Bettungsmodulverfahren bemessen werden soll, kann von einem Bettungsmodul ks von 20 MN/m³ ausgegangen werden. Während der Gründungsarbeiten ist es erforderlich, dass die freigelegten Gründungssohlen fachkundig abgenommen werden, um sicherzustellen, dass die Voraussetzungen für die Gründung gemäß den Ausführungen dieses Gutachtens gegeben sind Gesamtsetzungen / Setzungsdifferenzen / Setzungsverhalten Die zu erwartenden Gesamtsetzungen werden bei der o. g. Bodenpressung 1,0 cm nicht überschreiten. Setzungsdifferenzen, die sich bei den o. a. Belastungen für die zugeordneten Fundamentbreiten gem. Anl. 4 ergeben, betragen max. 0,5 cm. Es treten insgesamt nur geringe Setzungen auf, diese werden überwiegend als Langzeitsetzungen auftreten Grundbruchsicherheit Für die o. g. zulässigen Belastungen ist bei den zugeordneten Fundamentbreiten eine Grundbruchsicherheit von η=2 gegeben. 7.2 Bereich verfüllte Tongrube Im Bereich der verfüllten Tongrube liegt die Aushubsohle der Gebäude 8-14 und 48 sowie der Gebäude 25,26 und 41 bei einer angenommenen Unterkellerung bereits im Verwitterungshorizont des Kreidemergels. Für diese Gebäude gelten die unter 7.1 getroffenen Annahmen. Für die 20 Gebäude (Nr , 27-28, 31-34, und gem. Lageplan Anl. 2) liegt die Aushubsohle im Bereich der nur locker gelagerten heterogenen anthropogenen Auffüllung. Diese stellt keinen ausreichend tragfähigen Baugrund dar. Es werden Bodenverbesserungsmaßnahmen erforderlich. Die Mächtigkeit der unterhalb der Gründungssohle verbleibenden Auffüllung schwankt zwischen ca. 1,5 und 3 m. Es wird empfohlen, die Gründung bis auf den verwitterten halbfesten Kreidemergel herabzuführen und die Bodenverbesserung mittels Rüttelstopfsäulen vorzunehmen. Bei diesem Verfahren entfallen die Entsorgung des Auffüllungsmaterials unterhalb der Kellersohlen sowie ein Baugruben-

13 Seite 13 von 22 verbau. Die Wasserhaltung kann auf die Trockenhaltung der Gründungssohlen beschränkt werden. Alternativ könnte eine Bodenverbesserung mittels eines vollständigen Bodenaustausches unterhalb der Gebäude/Fundamente z. B. gegen verdichtet eingebauten Kiessand erfolgen. Hierbei ist jedoch ein erhöhter Aufwand durch die Entsorgung des anfallenden Auffüllungsmaterials sowie eine leistungsfähige Wasserhaltung als auch ein Baugrubenverbau auf Grund der entstehenden hohen Böschungen zu berücksichtigen. Bohrpfähle oder ähnliche Verfahren eignen sich im Rahmen dieses Bauvorhabens nicht, da die Geräte nicht in die relativ kleinen Baugruben gebracht werden können. Die Herstellung der Pfähle müsste vom Urgelände aus erfolgen und zöge den unwirtschaftlichen aufwendigen Abbruch der erstellten Pfähle bis auf das Niveau der Kellersohlen nach sich Gründungstiefe / Aushubtiefe Bei einer Bodenverbesserung mittels Rüttelstopfverdichtung ergeben sich Aushubtiefen gegenüber dem Urgelände von ca. 3,0 m. Im Falle eines vollständigen Bodenaustausches unterhalb der Gebäude ergeben sich Aushubtiefen gegenüber dem Urgelände von ca. 4,5-6,0 m. Das einzubringende Fremdmaterial (z. B. Kiessand) ist lagenweise verdichtet einzubauen. Verdichtungsanforderungen der Baugrubensohle: D Pr 100% Verformungsmodul im Lastplattendruckversuch OK Schotterpolster: E v MN/m², E v2 /E v1 2, Gründungsart Unter den o. g. Voraussetzungen kann auf den Rüttelstopfsäulen bzw. auf dem Schotterpolster flach gegründet werden Zulässige Belastung des Baugrundes Bei einer Gründung über Streifenfundamente kann auf dem Schotterpolster bzw. den Rüttelstopfsäulen von einer zul. Bodenpressung von σ = 250 kn/m² ausgegangen werden. Die Fundamente erhalten eine Bewehrung nach den statischern Erfordernissen.

14 Seite 14 von 22 Falls eine Plattengründung nach dem Bettungsmodulverfahren bemessen werden soll, kann von einem Bettungsmodul ks von 20 MN/m³ ausgegangen werden. Während der Gründungsarbeiten ist es erforderlich, dass die freigelegten Gründungssohlen fachkundig abgenommen werden, um sicherzustellen, dass die Voraussetzungen für die Gründung gemäß den Ausführungen dieses Gutachtens gegeben sind Gesamtsetzungen / Setzungsdifferenzen / Setzungsverhalten Die zu erwartenden Gesamtsetzungen werden bei der o. g. Bodenpressung 1,0-2,0 cm nicht überschreiten. Setzungsdifferenzen, die sich bei den o. a. Belastungen für die zugeordneten Fundamentbreiten ergeben, betragen max. 1,0 cm. Die Setzungen werden überwiegend als Kurzzeitsetzungen auftreten Grundbruchsicherheit Für die o. g. zulässigen Belastungen ist bei den zugeordneten Fundamentbreiten eine Grundbruchsicherheit von η=2 gegeben. 7.3 Stollensystem im Untergrund Im Bereich der geplanten Häuser 23 und 24 sowie der Häuser 8-12 und 18 (Tongrube) befinden sich möglicherweise Teile des im Lageplan dargestellten Stollensystems. Bis auf den im Plan markierten Stolleneingang ist es nicht gelungen den genauen Verlauf der Stollen durch Bohrungen festzustellen. Sollte beim Aushub der Baugruben für die betreffenden Gebäude auf Teile dieses Stollens gestoßen werden, so sind diese im Bereich der Gebäude auszuheben. 8. Befestigung von Park- und Verkehrsflächen Der Aufbau der Park- und Verkehrsflächen erfolgt gem. RStO (bereichsweise Schwerlastverkehr). Die im Erdplanum zu erwartenden Böden können wie folgt beurteilt werden: Auffüllung, vorhanden, nach Abtrag des Oberbodens: Mischböden (Schluff, Sand, Kies, Bauschutt, Schlacken, Aschen, in wechselnden Anteilen), z. T. humos, Frostempfindlichkeitsklasse F1-F3 gem. ZTVE-StB 94

15 Seite 15 von 22 Erreichbarer Verformungsmodul mit Nachverdichtung, witterungsabhängig E v MN/m², je nach Höhenlage der OK Fahrbahn und bauzeitlicher Witterung (Nässe) kann eine Stabilisierung der vorhandenen Aufschüttung (z. B. 20 cm Grobschotter bzw. Verstärkung der Frostschutzschicht) erforderlich werden. Die vorhandene Aufschüttung erfüllt nicht die Anforderungen einer Frostschutzschicht. Für ggf. unterhalb der konstruktiven Tragschichten aufzufüllende Bereiche wird ein relativ witterungsunabhängig verdichtbarer grobkörniger Mineralstoff (z. B. Frostschutz- oder Füllsand der Bodengruppen SE/SU DIN 18196) empfohlen. Verdichtung lagenweise auf D PR 100%. Die Verdichtung der Tragschicht ist zu überprüfen. Es gelten die Anforderungen der RStO. 9. Kanalbau Nach dem Ergebnis der im Bereich der geplanten Erschließungstrassen durchgeführten Rammkern- und Rammsondierungen liegen die Sohlen der Kanäle und Schächte im Bereich außerhalb der Tongrube voraussichtlich in den Kiesen der Rhein-Hauptterrasse oder im verwitterten Kreidemergel. Im Bereich der e- hemaligen Tongrube liegen sie randlich vermutlich im Verwitterungshorizont der Kreide und im zentralen Bereich innerhalb der anthropogenen Auffüllung. Die Terassensedimente des Rheins sind für die Bettung der Kanalrohre ausreichend tragfähig bzw. ausreichend verdichtbar. Nach den Ergebnissen der Rammsondierungen sind die Kiese im Gründungsniveau überwiegend mitteldicht gelagert. Auch der steif bis halbfest ausgebildete Kreidemergel ist für die Bettung von Kanalrohren geeignet. Das Auffüllungsmaterial ist aufgrund seiner heterogenen Zusammensetzung und teilweise bindigen Ausprägung für die Bettung der Rohre nicht ausreichend tragfähig. Für diese Trassenabschnitte im bereich der ehemaligen Tongrube werden für das Rohrauflager Bodenverbesserungsmaßnahmen erforderlich. Für den Einbau der Rohrleitungen insbesondere Auflagerung, Einbettung und Verdichtung gelten die Festlegungen in der DIN EN 1610 (siehe auch Arbeitsblatt ATV- A 139). Bettung der Rohre

16 Seite 16 von 22 Die anstehenden sandigen Kiese sind verdichtbar und aufgrund ihrer Kornzusammensetzung als Rohrbettung ebenso wie der steife-halbfeste Mergel geeignet. Die Auffüllungsmaterialien sind nur bedingt verdichtbar. Zur Stabilisierung der Rohrgrabensohle sollte hier eine Bettungsschicht gem. den statischen Vorgaben vorgesehen werden. Die Baustoffe für die Bettung sollten keine Bestandteile enthalten die größer sind als: - 22 mm bei DN 200, - 40 mm bei DN > 200 bis DN 600. Verbau Bei ausreichendem Platz können flache Gräben frei geböscht (β 60 ) werden. Bei größeren Verlegetiefen wird ein Verbau (z. B. Tafelverbau) erforderlich. Im Anschlussbereich an den Kanal in der Ziegelstraße kann unter Umständen das Einbringen einer Spundung angezeigt sein. Verfüllung des Rohrgrabens Beim Aushub anfallende Kiese können zur Rohrgrabenverfüllung außerhalb der Leitungszone genutzt werden. Auffüllungsmaterialien und verwitterter Mergel sind zur Rohrgrabenverfüllung nicht geeignet. Für die Verfüllung der Leitungszone wird dann z. B. Sand der Bodengruppe SE (DIN 18196) empfohlen. Für die Hauptverfüllung kann z. B. Kiessand verwendet werden. Verdichtungsanforderungen Leitungszone D Pr 95%, nur leichtes Verdichtungsgerät Grabenverfüllung Planum D Pr 100%, Ev MN/m² ab ca. 1 m oberhalb der Leitungszone mittleres bis schweres Verdichtungsgerät Es gelten die Anforderungen der DIN EN 1610 sowie ATV-DVWK-A Hinweise zur Bauausführung 10.1 Befahrbarkeit Das derzeit vorliegende Gelände ist nicht befestigt und weicht bei anhaltenden Niederschlägen und dynamischer Beanspruchung schnell tiefgründig auf. Es wird die Anlegung von Baustraßen empfohlen (z. B. 30 cm Groschotter 0/100, je nach örtlichen Verhältnissen an der Basis mit Geotextil).

17 Seite 17 von Böschungen In den Bereichen, in denen keine Bodenverbesserungsmaßnahmen erforderlich werden treten durch den Aushub der Keller voraussichtlich Böschungen gegen das vorhandene Gelände von ca. 3 m auf. Es kann davon ausgegangen werden, dass Böschungen unter einem Winkel β mittelfristig standfest sind. Nachbrechende oder ausfließende Böschungsbereiche sind ggf. flacher zu böschen und können erforderlichenfalls durch eine Schotter-/Kiessandandeckung gesichert werden. Falls grobstückiger Bauschutt in der Auffüllung angetroffen wird, kann es angezeigt sein, zum Abfangen ausbrechender Steine eine Berme anzulegen. In den Teilbereichen der ehemaligen Tongrube, in denen die o. g. Bodenverbesserungsmaßnahmen erforderlich werden ist auf Grund der Böschungshöhen von bis zu ca. 6 m ein Baugrubenverbau erforderlich. Dieser kann z. B. als Bohlträgerverbau oder mittels Spundwänden ausgeführt werden. In Bereichen, in denen bedingt durch die Geländemorphologie oberflächlich abfließendes Niederschlagswasser den Baugruben zudringen könnte, sollte ein kleiner Abfanggraben angelegt werden, um eine Erosion der Böschungsschulter und ein daraus folgendes Verschlammen der Baugrube zu vermeiden. Die Böschungen können mit Folie gegen Ausspülungen durch Niederschläge geschützt werden. Falls zur Sicherung von Kanälen etc. eine Baugrubensicherung erforderlich wird, kann z. B. ein Bohlträgerverbau ( Berliner Verbau ) geplant werden Verbleib der Aushubmaterialien Für die Verwertung/Entsorgung von anfallendem Bodenaushub aus der anthropogenen Auffüllung haben die Untersuchungen der Gefährdungsabschätzung ergeben, dass im Bereich der verfüllten Tongrube Böden mit erhöhten PAKund Schwermetallgehalten zu rechnen ist, welche die Zuordnungswerte der Einbauklasse Z2 nach LAGA im Feststoff überschreiten können und einer Verwertung/Entsorgung nach den geltenden abfallrechtlichen Bestimmungen bedürfen. Ferner kann Müll im Auffüllungsmaterial enthalten sein. Es wird empfohlen, den Aushub aus der anthropogenen Auffüllung zu separieren und chargenweise zu beproben. In Abhängigkeit vom Ergebnis sollte dann über eine Verwertung/Entsorgung entschieden werden.

18 Seite 18 von 22 Anfallender humoser Oberboden sowie Aushub aus dem Kreidemergel können nur in Grünflächenbereichen wieder verwendet werden und müssen andernfalls abgefahren werden. Aushub aus den Terrassenkiesen kann z. B. zur Arbeitsraumverfüllung und ggf. zur Geländeanhebung unterhalb von Park- und Verkehrsflächen genutzt werden Verfüllung der Arbeitsräume Unterhalb von Verkehrsflächen sind die Arbeitsräume mit einem grobkörnigen verdichtungsfähigen Mineralstoff lagenweise verdichtet zu verfüllen. Verdichtungsanforderungen: Sohle bis 0,5 m unter Erdplanum neu D Pr 97% 0,5 m bis Erdplanum neu D Pr 100%. Sofern die Menge der beim Aushub anfallenden Kiessande nicht ausreicht, ist entsprechendes Fremdmaterial (z. B. Füllsand der Bodengruppe SE, DIN 18196) anzuliefern Baubegleitende Prüfungen / Baugrubenabnahmen Es wird empfohlen, den Gutachter mit Beginn der Erdarbeiten zu einer ersten Baustellenbegehung aufzufordern, bei der über das weitere Vorgehen entschieden werden kann. Für die erforderlichen Verdichtungsüberprüfungen und Probenahmen bei abzufahrenden Bodenmassen im Hinblick auf eine Verwertung/Entsorgung bitten wir um rechtzeitige Benachrichtigung. 11. Schätzung der Gründungsmehrkosten Mehrkosten für die Gründung von Gebäuden gegenüber herkömmlichen Gründungsmaßnahmen fallen aus Sicht des Unterzeichners lediglich im Bereich der verfüllten Tongrube an. In der verfüllten ehemaligen Tongrube liegt das Gründungsniveau teilweise im Bereich der festen Kreide und teilweise innerhalb des stark heterogen ausgebildeten Auffüllungshorizontes. Letzterer stellt keinen geeigneten Untergrund zur Gründung der geplanten Gebäude dar, so dass hier Bodenverbesserungsmaßnahmen erforderlich sind. Die Maßnahmen betreffen die folgenden Gebäude:

19 Seite 19 von 22 Gebäude-Nr.: (1 Doppelhaus, 1 Dreiparteienhaus) Gebäude-Nr.: (1 Doppelhaus) Gebäude-Nr.: (2 Doppelhäuser) Gebäude-Nr.: (1 Doppelhaus, 1 Einparteienhaus) Gebäude-Nr.: (3 Doppelhäuser) Die Gründung der Gebäude sollte bis auf die festen Kreidesedimente hinabgeführt werden. Diese werden an den unterschiedlichen Gebäudestandorten nach ca. 2-3m erreicht. Rüttelstopfverdichtung Es wird empfohlen, zur Bodenverbesserung das Verfahren der Rüttelstopfverdichtung anzuwenden. Dabei werden Kiessäulen in den Boden eingerüttelt und diese in situ zusammen mit der Umgebung verdichtet. Die Säulen werden ab Geländeoberkante eingebracht, überschüssiger Kies wird bei der Ausschachtung der Baugrube für das Kellergeschoss ausgehoben. Je Doppelhaus werden ca. 50 Kiessäulen erforderlich (entsprechend EFH ca. 25 Stück, DreiFH ca. 75 Stück). Zum Abschluss wird über die gesamte Gebäudefläche eine kapillarbrechende Schicht aus Kalksteinschotter (ca. 0,2m stark) eingebracht. Dieses Verfahren hat die folgenden Vorteile da nicht tiefer als bis auf das Gründungsniveau in den Untergrund eingegriffen werden muss, fällt kein Mehraushub und somit keine Mehrkosten für die Entsorgung von Bodenmaterial und für Austauschmaterialien an eine Wasserhaltung ist nur für die Baugrube Keller erforderlich ein Baugrubenverbau entfällt Für eine Bodenverbesserung mittels Rüttelstopfverdichtung können die folgenden Mehrkosten in Ansatz gebracht werden: Für die verschiedenen Gebäudestandorte kann bei den unterschiedlichen Tiefen bis zum Erreichen der Kreide überschlägig von ca m erforderlicher Kiessäulen ausgegangen werden. Daraus ergibt sich: ca m á 22 /m Kiessäule: ,00

20 Seite 20 von 22 Baustelleneinrichtung: 7.500,00 Kapillarbrechende Schicht (ca m² Gebäudefläche á 0,2m Kalksteinschotter) ca m³ á 20 /m³: ,00 Die Mehrkosten für eine Rüttelstopfverdichtung wären somit auf ca ,00 zu beziffern. Bodenaustausch Im Vergleich dazu ergäben sich bei einem vollständigen Bodenaustausch gegen Füllsand/ -kies und Kalksteinschotter (ca. 0,3m) bis auf die Sedimente der Kreide (zwischen 2 und 3m mächtig) die folgenden Mehrkosten Erfahrungsgemäß kann für das Erstellen von Baugruben von ca. 70 /m³ Baugrubenvolumen ausgegangen werden. Darin enthalten sind Aushubund Verfüllarbeiten, Verbau, Einrichtung einer Wasserhaltung; hinzuzurechnen sind Entsorgungs-, Verfüllmaterialkosten und Betrieb Wasserhaltung Für den vorliegenden Fall wird von einer zusätzlichen Baugrubetiefe von 3m u. GOK bis zwischen 5 und 6m u. GOK ausgegangen. Hieraus würden sich Mehrkosten von ca. 4440m³ Baugruben (ca. á 70 /m³): ca ,00 ergeben. Zusätzlich sind hinzuzurechnen: Entsorgung des Bodenaushubes Ca. 7991,2t á 20 /t: ,00 Verfüllmaterial Füllsand/ -kies 7.064,36t á 8 /t: ,88

21 Seite 21 von 22 Kalksteinschotter 514,8m³ á 15 /m³: 7.722,00 bauzeitliche Wasserhaltung (Betriebskosten) 4 Wochen Bauzeit je Baugrube = 40 Wochen = 280 Tage; Betrieb á 100 /Tag: ,00 zzgl. Abwassergebühren Damit belaufen sich die zu erwartenden Mehrkosten bei einem vollständigen Bodenaustausch auf ca ,88 Bohrpfähle oder ähnliche Verfahren (HDI- Säulen, etc.) eignen sich im Rahmen dieses Bauvorhabens nicht, da die Geräte nicht in die relativ kleinen Baugruben gebracht werden können. Die Herstellung der Pfähle o.ä. müsste vom Urgelände aus erfolgen und zöge den unwirtschaftlichen aufwendigen Abbruch der erstellten Pfähle bis auf das Niveau der Kellersohle nach sich. Aus dem oben angeführten Mehrkostenvergleich wird deutlich, dass das Rüttelstopfverfahren gegenüber einem Bodenaustausch aber auch gegenüber anderen Bodenverbesserungsverfahren die wirtschaftlichere Methode darstellt. 12. Schlusswort Der Gutachter ist zu einer ergänzenden Stellungnahme aufzufordern, wenn sich Fragen ergeben, die in dem vorliegenden Bericht nicht oder abweichend erörtert wurden. Dies gilt insbesondere falls sich die Lage des Bauwerks im Gelände und die Planungshöhen ändern. Bochum, 17. Dezember 2004 (Dipl.-Geol. S. Schwebke) (Dipl.-Geol. E. v. Mycielski) - G u t a c h t e r - - P r o j e k t l e i t e r i n -