Hochwasserschutz an der Nahe Hochstetten-Dhaun. Ergänzende Untersuchungen und Geotechnische Stellungnahme

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1 + PROJEKT Hochstetten-Dhaun + AUFTRAG Ergänzende Untersuchungen und Geotechnische Stellungnahme + PROJEKTLEITER SACHBEARBEITER Dipl.-Ing. Andreas Metzger Dipl.-Geol. Christoph Rochmes + AUFTRAGGEBER Schönhofen Ingenieure Hertelsbrunnenring Kaiserslautern. Ausfertigung vom 7. August 2012 AZ: P12037/ /ST1/Text doc Peschla + Rochmes GmbH Hauptsitz Kaiserslautern Hertelsbrunnenring Kaiserslautern Tel.: +49 (0) 631 / Fax: +49 (0) 631 / Internet: info@gpr.de Sitz der Gesellschaft: Kaiserslautern Amtsgericht Kaiserslautern: HRB 3029

2 INHALTSVERZEICHNIS Seite 1. VORGANG 5 2. LAGE, VORHABEN 6 3. UNTERSUCHUNGSPROGRAMM / UNTERLAGEN 8 4. ERGEBNISSE DER FELD- UND LABORUNTERSUCHUNGEN Bodenprofil und Grundwasser Vorhandener Damm Südufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Vorhandener Damm Südufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Vorhandener Damm Nordufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Neu geplanter Absperrdamm IV (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Vorhandener Absperrdamm VII (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Grundwasser Bodenmechanische Laboruntersuchungen Bodengruppen, Bodenklassen, Frostklassen Bodenkennwerte BEURTEILUNG DER UNTERGRUNDVERHÄLTNISSE UND HINWEISE ZUR BAUAUSFÜHRUNG Allgemeines Dammaufstandsfläche Dammertüchtigung und Dammaufbau Dammstatik Allgemeine Hinweise zur Bauausführung ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSBEMERKUNG 25 P12037/ /ST1/Text doc Seite 2 von 26

3 ANLAGEN 1. Übersichtslageplan, Maßstab 1: Lagepläne mit Aufschlusspunkten 2.1 Lageplan Teil 1, M: 1: Lageplan Teil 2, M: 1: Schichtenverzeichnisse, Blatt Rammdiagramme, Blatt Bodenmechanische Laboruntersuchungen 5.1 Bestimmung der Durchlässigkeit nach DIN 18130, Blatt Bestimmung der Zustandsgrenzen nach DIN 18122, Blatt Bestimmung des Wassergehaltes nach DIN 18121, 1 Blatt 5.4 Bestimmung der Kornverteilung nach DIN mittels Kombinierter Siebung und Sedimentation, Blatt Zusammenfassung der Kornverteilung nach DIN 18123, 1 Blatt 6. Dammstatik 6.1 Q 1 (Profil 273) Vorhandener Damm Nordufer, Blatt 1-5 VERWENDETE UNTERLAGEN [1] Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten/Dhaun, Geotechnischer Bericht, Peschla + Rochmes GmbH, Aktenzeichen P01242/Berichte/GB1 vom 27. April 2006 [2] Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten-Dhaun, Besprechungsniederschrift 01/05, Schönhofen Ingenieure vom [3] Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten-Dhaun, Besprechungsniederschrift 01/2012, Schönhofen Ingenieure vom [4] Entwurfs-Lageplan Nahe-Kilometer bis , Vorabzug, Blatt Nr. L 1, M 1:1.000, Schönhofen Ingenieure vom März 2009 [5] Entwurfs-Lageplan Nahe-Kilometer bis , Vorabzug, Blatt Nr. L 2, M 1:1.000, Schönhofen Ingenieure vom August 2011 [6] Schnitt Q 1 (Profil 273), M 1:250/50, Schönhofen Ingenieure vom April 2009 geplante Dammertüchtigung [7] BAWMerkblatt: Standsicherheit von Dämmen an Bundeswasserstraßen (MSD), Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe, Ausgabe 2011 P12037/ /ST1/Text doc Seite 3 von 26

4 TABELLENVERZEICHNIS Tabelle 1: Bodengruppen, Bodenklassen, Frostklassen...15 Tabelle 2: Bodenkennwerte...16 Tabelle 3: Ergebnisse der Böschungsberechnungen...23 P12037/ /ST1/Text doc Seite 4 von 26

5 1. VORGANG Das Ingenieurbüro Schönhofen, Kaiserslautern, plant für die Struktur- und Genehmigungsdirektion (SGD) Nord Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten- Dhaun. Bereits im Frühjahr 2006 wurde durch die Peschla + Rochmes GmbH, Kaiserslautern im Bereich der geplanten Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten- Dhaun eine Baugrunduntersuchung durchgeführt und ein Geotechnischer Bericht [1] erstellt. Zum damaligen Zeitpunkt wurden auftragsgemäß lediglich die Standorte der damals geplanten Dammaufstandsflächen untersucht. Zusätzlich wurde geprüft, inwieweit das vorhandene Material des zu verschiebenden Absperrdamms als Material für den Dammneubau geeignet ist (siehe Besprechungsniederschrift 01/05 Schönhofen Ingenieure vom [2]). Zwischenzeitlich wurden die Pläne und hier insbesondere Teilbereiche der Dammaufstandsflächen überarbeitet. Diesbezüglich sollte nun auch der Aufbau der zu ertüchtigenden Dämme am Nord- und Südufer der Nahe überprüft werden. Zusätzlich war es erforderlich zu untersuchen, inwieweit das Material des rückzubauenden Dammes am Südufer der Nahe als Schüttmaterial für die neuen Dämme geeignet ist. Die Peschla + Rochmes GmbH wurde am vom Ingenieurbüro Schönhofen mündlich beauftragt, eine ergänzende Baugrunduntersuchung im Rahmen des oben genannten Projektes durchzuführen, eine zusätzliche Standsicherheitsbetrachtung an dem zu ertüchtigendem Damm entlang des Nordufers der Nahe vorzunehmen sowie eine ergänzende Geotechnische Stellungnahme zu erstellen. P12037/ /ST1/Text doc Seite 5 von 26

6 2. LAGE, VORHABEN Der Untersuchungsbereich befindet sich beidseitig der Nahe, südlich der Ortslage der Ortsgemeinde Hochstetten-Dhaun (vgl. Anlage 1), zwischen Nahe-km und (vgl. Anlage 2). Nach [1] sollten am südlichen Nahe-Ufer, zwischen Nahe-km ,0 und , ein Polder und ein Überflutungsraum entstehen. Hierfür waren insgesamt 4 neue Absperrdämme (Absperrdämme I IV) geplant. Weiterhin soll der bestehende Absperrdamm im Bereich des Überflutungsraums auf Höhe Nahe-Kilometer (Absperrdamm V) abgetragen werden. Das dabei anfallende Erdmaterial kann grundsätzlich für die Errichtung der neuen Dämme wieder verwendet werden. Zur Gestaltung eines Überflutungsraums am Nordufer der Nahe ist zwischen Nahe-km und ein weiterer Absperrdamm (Absperrdamm VI) vorgesehen. Gemäß Besprechungsniederschrift 01/2012 der Schönhofen Ingenieure vom [3] soll nun anstelle des geplanten Polders am südlichen Nahe-Ufer zwischen der Sportplatzanlage und der Gemeinde Hochstetten der vorhandene Hochwasserschutzdamm (Vorhandener Damm Südufer, Nahe-km bis ) in diesem Bereich auf einer Länge von ca. 400 m abgetragen werden, so dass das angrenzende Gelände bei Hochwasserereignissen geflutet wird. Die Nahe soll zudem in diesem Bereich renaturiert werden und einen Seitenarm erhalten. In diesem Zusammenhang wurden die Dammaufstandsflächen der geplanten Absperrdämme II und IV in Teilbereichen überarbeitet (vgl. [4] und [5] bzw. Anlage 2). Der ehemals als westliche Abgrenzung des Polders auf Höhe Nahe-km geplante Absperrdamm II ist nun gemäß vorliegender Planung [4] mit einer Länge von ca. 150 m in südöstliche Richtung bei Nahe-km vorgesehen (vgl. Anlage 2). Mit Ausnahme der Dammlänge liegen hier über die vorgesehene Dammhöhe, Kronenbreite und Dammgeometrie (z. B. Neigung der Dammflanken) keine Informationen vor. Ausgehend von der damaligen Planung [1] verläuft die Dammkrone ca. 1,5 m oberhalb des tiefsten Punktes der Dammaufstandsfläche. Die Breite der Dammkrone beträgt durchgehend 3 m. Der Absperrdamm IV war auf Höhe Nahe-km als westliche Abgrenzung des Überflutungsraums als ca. 150 m langer Einschnürungsdamm, der vom Nahe-Ufer aus in süd-südwestliche Richtung verläuft, vorgesehen. Nach durchgeführter Überarbeitung der Pläne [5] verläuft der Damm nun über eine Länge von ca. 200 m in Ost-West- Richtung zwischen Nahe-Kilometer und (vgl. Anlage 2). Die maximale Dammhöhe ist mit 2,0 m angegeben. Die Neigung der Dammflanken (Böschungsneigung) liegt bei 1:3. P12037/ /ST1/Text doc Seite 6 von 26

7 Die überarbeiteten Teilbereiche der o. g. Dammaufstandsflächen sind nun ergänzend zu untersuchen. Weiterhin ist auch der Aufbau der zu ertüchtigenden Dämme am Nord- und Südufer der Nahe zu überprüfen. Zusätzlich ist es erforderlich zu untersuchen, inwieweit das Material des rückzubauenden Teilbereiches des Dammes am Südufer der Nahe (Vorhandener Damm Südufer) als Schüttmaterial für die neuen Dämme geeignet ist. Im Einzelnen ist die Ertüchtigung folgender Dämme vorgesehen: - Vorhandener Damm Südufer Der nördliche Bereich des Absperrdammes I (Vorhandener Damm Südufer) ist auf einer Länge von ca. 120 m zwischen Nahe-km und zu ertüchtigen. Die ertüchtigte Dammkrone verläuft gemäß vorliegendem Schnitt Q 1 (Profil 273) vom April 2009 des Ingenieurbüros Schönhofen [6] bei ca. 175,9 mnn und somit ca. 0,7 m oberhalb der derzeit vorhandenen Dammkrone bzw. ca. 2,4 m oberhalb des derzeit vorhandenen Geländes (ca. 173,5 mnn). Die Kronenbreite beträgt 3 m, die Neigung der Dammflanken ist hierbei mit einem Verhältnis von 1:3 angegeben - Vorhandener Damm Nordufer Der vorhandene Damm am Nordufer der Nahe (Vorhandener Damm Nordufer) ist auf einer Länge von ca. 640 m zwischen Nahe-Kilometer und zu ertüchtigen. Die ertüchtigte Dammkrone verläuft gemäß [6] bei ca. 175,9 mnn und somit ca. 0,8 m oberhalb der derzeit vorhandenen Dammkrone bzw. ca. 1,7 m oberhalb des derzeit vorhandenen Geländes (ca. 174,2 mnn). Die Kronenbreite beträgt 3 m, die Neigung der Dammflanken liegt auch hier bei 1:3. - Absperrdamm VII Der zwischen Nahe-km ,0 bis ,0 befindliche Absperrdamm VII ist gemäß [5] auf einer Länge von ca. 122 m zu ertüchtigen. Mit Ausnahme der Dammlänge liegen über die Dammhöhe, die Kronenbreite und die vorgesehene Dammgeometrie (z. B. Neigung der Dammflanken) keine Informationen vor. P12037/ /ST1/Text doc Seite 7 von 26

8 3. UNTERSUCHUNGSPROGRAMM / UNTERLAGEN Im Zeitraum vom 19. bis 20. März wurden im Bereich der zu ertüchtigenden Dämme, im Bereich des neugeplanten Absperrdammes IV sowie im Bereich des zusätzlich zu Absperrdamm V rückzubauenden Dammes am Südufer der Nahe insgesamt 13 Sondierbohrungen (BS1 BS13, Rammsonde mit Kernrohrvorsatz) niedergebracht. Weiterhin wurden die Lagerungsverhältnisse der anstehenden Böden über insgesamt 7 Rammsondierungen mit der Schweren Rammsonde (RS1 RS7) geprüft. Im Einzelnen verteilen sich die Aufschlusspunkte wie folgt: - Vorhandener Damm Südufer (nördlicher Bereich Absperrdamm I): 1 Sondierbohrung (BS1) + 1 Rammsondierung (RS1) - Vorhandener Damm Südufer (abzutragender Bereich): 4 Sondierbohrungen (BS2 bis BS5) - Vorhandener Damm Nordufer: 4 Sondierbohrungen (BS6 bis BS9) + 3 Rammsondierungen (RS2 bis RS4) - Neu geplanter Absperrdamm IV: 2 Sondierbohrungen (BS10 und BS11) + 2 Rammsondierungen (RS5 und RS6) - Vorhandener Absperrdamm VII: 2 Sondierbohrungen (BS12 und BS13) + 1 Rammsondierung (RS7). Sämtliche Aufschlusspunkte wurden von uns geotechnisch angesprochen und beprobt sowie lagegemäß eingemessen. Auf die Durchführung eines Nivellements wurde aufgrund vorhandener Vermessungsunterlagen des Ingenieurbüros Schönhofen verzichtet. Im Geotechnischen Labor des Geotechnischen Büros Moser, Kaiserslautern, wurden an repräsentativen Bodenproben folgende Untersuchungen durchgeführt: - 2 Bestimmungen der Durchlässigkeit an nicht bindigen Böden nach DIN Bestimmungen der Konsistenzgrenzen nach DIN Bestimmungen des Wassergehaltes nach DIN 18121, Teil 1-3 Bestimmungen der Kornverteilung nach DIN gemäß kombinierter Siebung und Sedimentation. Vom planenden Ingenieurbüro Schönhofen wurden uns folgende Planunterlagen im pdf- bzw. dwg-format übermittelt: - 1 Entwurfs-Lageplan Nahe-Kilometer bis , Vorabzug, Blatt Nr.L 1, M 1:1.000 vom März 2009 [4] - 1 Entwurfs-Lageplan Nahe-Kilometer bis , Vorabzug, Blatt Nr. L 2, M 1:1.000 vom August 2011 [5] - 1 Schnitt Q 1 (Profil 273), M 1:250/50 vom April 2009 geplante Dammertüchtigung [6]. P12037/ /ST1/Text doc Seite 8 von 26

9 4. ERGEBNISSE DER FELD- UND LABORUNTERSUCHUNGEN 4.1 Bodenprofil und Grundwasser Die Lage der einzelnen Aufschlusspunkte ist in den beiliegenden Lageplänen (Anlage 2) dargestellt. Einzelheiten über die Schichtenabfolge bei den Sondierbohrungen sind aus den Schichtenverzeichnissen in Anlage 3 ersichtlich. Die Ergebnisse der Rammsondierungen wurden als Rammdiagramme grafisch aufgetragen (Schlagzahldiagramm) und liegen der Geotechnischen Stellungnahme in Anlage 4 bei Vorhandener Damm Südufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Die Aufschlussbohrung BS1 wurde im nördlichen Bereich des geplanten Abschlussdammes I (Vorhandener Damm Südufer) niedergebracht. Auf Grundlage der Ergebnisse der Sondierbohrung ist davon auszugehen, dass die bestehende Dammschüttung aus einem dunkelbraunen stark schluffigen, schwach feinkiesigen Feinsand besteht. Die Schütthöhe des Dammes beträgt ca. 1,8 2,0 m. Die Dammschüttung wird unterlagert von braunen, stark sandigen, schwach schluffigen Nahe-Kiesen, die bis zur Endteufe von ca. 2,5 m ugok 1 reichen. Ab der erreichten Endteufe war mit dem eingesetzten Bohrgerät kein Bohrfortschritt mehr möglich. Weiterhin wurde in o. g. Bereich des Dammes die Rammsondierung RS1 niedergebracht. Mit der Schweren Rammsonde wurden dabei bis in Bereiche von ca. 0,5 m ugok Schlagzahlen pro 10 cm Eindringtiefe von N 10 = 8-13 festgestellt. Die Schlagzahlen lassen darauf schließen, dass die im oberflächennahen Bereich der Dammschüttung anstehenden stark schluffigen Feinsande über eine steife bis halbfeste Konsistenz verfügen. Unterhalb wurden bis in 2,0 m ugok lediglich Schlagzahlen pro 10 cm Eindringtiefe von N 10 = 1-5 ermittelt. Hier ist von einer überwiegend weichen Konsistenz der gemischtkörnigen bis bindigen Dammschüttung auszugehen. Darunter steigen die Schlagzahlen an und liegen durchgehend bei N 10 > 7. Im Bereich der hier anstehenden Kiese kann eine zumindest mitteldichte Lagerung angesetzt werden Vorhandener Damm Südufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Entlang dieses abzutragenden Dammbereichs wurden von Norden nach Südwesten die Aufschlussbohrungen BS2 bis BS5 abgeteuft. Die Dammschüttung besteht im untersuchten Verlauf des Absperrdammes bis in Tiefen von ca. 0,4-0,6 m ugok zunächst aus dunkelbraunen, überwiegend stark sandigen und schwach kiesigen, teils organischen Schluffen, die mit Wurzelresten und gerundeten Kiesen durchzogen sind. 1 ugok = unter Geländeoberkante P12037/ /ST1/Text doc Seite 9 von 26

10 Die Schluffe verfügen durchgehend über steife bis halbfeste Konsistenz. Unterhalb besteht die Auffüllung bis in Tiefen von ca. 2,2 m (BS2) bis max. 4,1 m ugok (BS5) aus überwiegend dunkelbraunen stark sandigen, schwach schluffigen bis schluffige Kiesen (BS2) bzw. schwach schluffigen bis schluffigen, stark kiesigen Sanden (BS3 bis BS5). Unterlagert werden die Auffüllungen von überwiegend braungrauen stark sandigen, z. T. schwach bis stark schluffigen Nahe-Kiesen. Die Kiese reichen bei BS2, BS3 und BS5 bis zur jeweils erreichten Endteufe von ca. 4,5-5,1 m ugok. Bei BS5 weisen die Kiese Anteile an Hartsteinmaterial (Basalt) auf. Bei der Sondierbohrung BS4 wird der Kies ab ca. 4,2 m bis zur Endteufe bei ca. 4,4 m ugok von grauem Feinsandstein unterlagert. Ab der jeweils erreichten Endteufe war mit dem eingesetzten Bohrgerät kein Bohrfortschritt mehr möglich Vorhandener Damm Nordufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Entlang dieses Dammes wurden von Südwesten nach Norden die Aufschlussbohrungen BS6 bis BS9 abgeteuft. Bei den Aufschlussbohrungen BS6 bis BS8 stehen zunächst ca. 0,3 m (BS6) bis 0,5 m (BS7) mächtige aufgefüllte, bindige bis gemischtkörnige Deckschichten (zum Teil schwach kiesige bis kiesige, zum Teil feinsandige, schwach tonige Schluffe von hellbrauner Farbe) an, die mit Wurzeln und gerundeten Kiesen durchzogen sind. Bei der Sondierbohrung BS6 besteht die o. g. Deckschicht ab ca. 0,3-0,9 m ugok aus dunkelbraunen stark sandigen, schwach kiesigen, schwach organischen Schluffen weicher Konsistenz. Unterhalb der bindigen bis gemischtkörnigen Deckschichten bestehen die Auffüllungen bei BS6 und BS7 bis ca. 2,5-2,7 m ugok (BS6) aus stark sandigen, z. T. schwach schluffigen bis schluffigen Kiesen. Die angetroffenen Auffüllungen werden bei BS6 bis ca. 3,1 m ugok zunächst von dunkelbraunen, schwach kiesigen, feinsandigen Schluffen weicher Konsistenz unterlagert. Darunter folgen braune, schwach schluffige, stark sandige Nahe-Kiese. Diese stehen bei BS7 direkt unterhalb der Auffüllungen an (ab ca. 2,5 m u. GOK). Die Kiese reichen bei BS6 und BS7 bis zur jeweils erreichten Endteufe von ca. 4,3-4,6 m ugok. Bei Sondierbohrung BS8 wird die ca. 0,4 m mächtige, künstlich aufgefüllte Deckschicht bis zur erreichten Endteufe von ca. 4,5 m ugok von braungrauen, schwach schluffigen, sandigen Nahe-Kiesen unterlagert. P12037/ /ST1/Text doc Seite 10 von 26

11 Bei BS9 besteht die angetroffene Auffüllung bis ca. 2,7 m ugok aus dunkelbraunen, schwach organischen, schwach schluffigen, kiesigen Sanden. Unterlagert wird die Auffüllung bis zur erreichten Endteufe von ca. 3,6 m ugok von graubraunen, stark sandigen Nahe-Kiesen. Ab der jeweils erreichten Endteufe war mit dem eingesetzten Bohrgerät kein Bohrfortschritt mehr möglich. Zusätzlich zu den Sondierbohrungen wurden im Bereich des Absperrdammes die Rammsondierungen RS2 bis RS4 niedergebracht. Bei der Rammsondierung RS2 liegen die Schlagzahlen ab Geländeoberkante bis in eine Tiefe von ca. 0,4 m ugok durchgehend bei N 10 = 2. Hier ist von einer weichen Konsistenz der geringmächtigen, bindigen bis gemischtkörnigen Deckschichten auszugehen. Unterhalb liegen die Schlagzahlen bis ca. 2,5 m ugok bei N 10 = Bis in diese Tiefenlage muss mit einer lockeren bis mitteldichten Lagerung der aufgefüllten Kiese gerechnet werden. Ab ca. 2,5-3,0 m ugok wurden Schlagzahlen von N 10 = 1-2 ermittelt. Die ermittelten Schlagzahlen bestätigen hier die Bodenansprache der Sondierbohrung BS6 und lassen auf eine weiche Konsistenz der anstehenden Schluffe schließen. Die unterhalb folgenden Kiese weisen überwiegend eine zumindest mitteldichte, in weiten Teilen auch dichte Lagerung auf. Bei der Rammsondierung RS3 liegen die Schlagzahlen bis in eine Tiefe von ca. 0,5 m ugok bei N 10 = 3-4. Hier lassen die Ergebnisse der Rammsondierungen oberflächennah ebenfalls auf eine weiche Konsistenz der bindigen bis gemischtkörnigen Böden schließen. Unterhalb liegen die Schlagzahlen bis ca. 2,0 m ugok bei N 10 = 2-6. Bis in diese Tiefenlage muss mit einer lockeren bis mitteldichten Lagerung der aufgeschlossenen Kiese gerechnet werden. Ab ca. 2,0 m ugok steigen die Schlagzahlen auf N 10 > 11 an, so dass davon ausgegangen werden kann, dass zumindest mitteldicht gelagerte Kiese vorliegen. Bei der Rammsondierung RS4 liegen die Schlagzahlen bis ca. 2,7 m ugok zwischen N 10 = 1 und N 10 = 6. Bis in diese Tiefenlage muss mit locker bis mitteldicht gelagerten Auffüllungen gerechnet werden. Unterhalb sind auch hier bei Schlagzahlen von N 10 > 4 zumindest mitteldicht gelagerte Kiese zu erwarten Neu geplanter Absperrdamm IV (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Im Bereich dieses geplanten Einschnürungsdammes wurden die Sondierbohrungen BS10 und BS11 niedergebracht. Bei der Aufschlussbohrung BS10 im westlichen Bereich des Dammes wurden bis 1,6 m ugok zunächst dunkelbraune, schwach organische, stark schluffige Fein- bis Mittelsande angetroffen. Unterhalb folgen bis zur Endteufe bei ca. 2,5 m ugok graubraune, schwach schluffige, stark sandige Nahe-Kiese. P12037/ /ST1/Text doc Seite 11 von 26

12 Am östlichen Ende des Einschnürungsdammes wurden mit der Sondierbohrung BS11 bis ca. 0,4 m ugok zunächst braun bis graue, sandige, schwach kiesige bis kiesige Schluffe weicher Konsistenz angetroffen. Unterhalb folgen bis ca. 1,9 m ugok dunkelbraune, schwach organische, schwach kiesige, schluffige Feinsande. Diese werden bis zur Endteufe bei ca. 2,4 m ugok von den o. g. graubrauen, schwach schluffigen, stark sandigen Nahe-Kiesen unterlagert. Ab Erkundungstiefen von ca. 2,4 2,5 m ugok wurde kein weiterer Bohrfortschritt mehr erreicht. Zusätzlich wurden im Bereich des Einschnürungsdammes die Rammsondierungen RS5 und RS6 niedergebracht. Bei der Rammsondierung RS5 liegen die Schlagzahlen bis in ca. 1,7 m ugok bei N 10 = 0-4. Die ermittelten Schlagzahlen bestätigen hier die Bodenansprache der Sondierbohrungen und lassen auf eine weiche Konsistenz der anstehenden bindigen bis gemischtkörnigen Böden schließen. Unterhalb steigen die Schlagzahlen an und liegen durchgehend bei N 10 > 11. Im Bereich der hier anstehenden Kiese kann eine zumindest mitteldichte Lagerung angesetzt werden. Bei der Rammsondierung RS6 liegen die Schlagzahlen bis ca. 2,4 m ugok zwischen N 10 = 1 und N 10 = 4. Bis in diese Tiefenlage muss mit weichen bindigen Böden bzw. überwiegend locker gelagerten gemischtkörnigen Böden gerechnet werden. Unterhalb sind auch hier bei Schlagzahlen von N 10 > 14 zumindest mitteldicht gelagerte Kiese zu erwarten Vorhandener Absperrdamm VII (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) Im Bereich des vorhandenen Absperrdammes VII wurden die Aufschlussbohrungen BS12 und BS13 niedergebracht. Bei der Aufschlussbohrung BS12 im nordwestlichen Bereich des Dammes ist das Urgelände überdeckt von einer bis zu ca. 0,8 m mächtigen Auffüllung aus hellbraunen, schwach kiesigen bis kiesigen, schwach tonigen Schluffen halbfester Konsistenz und eingelagertem Hartsteinmaterial. Unterhalb folgen bis ca. 2,0 m ugok dunkelbraune, steife bis halbfeste, schwach organische, feinsandige Schluffe. Diese werden bis zur Endteufe bei ca. 2,4 m ugok von braunen bis grauen, schwach schluffigen, stark sandigen Nahe-Kiesen unterlagert. Bei der Aufschlussbohrung BS13 im südöstlichen Bereich des Dammes stehen bis ca. 1,1 m u GOK zunächst hellbraune, schwach kiesige, feinsandige Schluffe weicher Konsistenz an. Unterhalb folgen bis ca. 3,0 m ugok dunkelbraune, weiche, schwach organische, feinsandige Schluffe. Die bindigen bis gemischtkörnigen Deckschichten werden ab ca. 3,0 m ugok von braunen, schwach schluffigen, stark sandigen Nahe- Kiesen, die bis zur Endteufe von 3,3 m ugok reichen, unterlagert. P12037/ /ST1/Text doc Seite 12 von 26

13 Ab der jeweils erreichten Endteufe war mit dem eingesetzten Bohrgerät kein Bohrfortschritt mehr möglich. Weiterhin wurde im Bereich des Dammes die Rammsondierung RS7 niedergebracht. Gemäß den Ergebnissen der Rammsondierung kann den oberflächennah anstehenden Deckschichten (Schluffe) eine weiche bis halbfeste Konsistenz zugewiesen werden. Die unterhalb folgenden Kiese weisen eine zumindest mitteldichte Lagerung auf. 4.2 Grundwasser Im Rahmen der Aufschlussarbeiten wurde Grundwasser bei den Aufschlussbohrungen BS2 bis BS5 (Vorhandener Damm Südufer), BS6 bis BS8 (Vorhandener Damm Nordufer) sowie BS11 (östliches Ende geplanter Absperrdamm IV) angetroffen. Die Grundwasserflurabstände variieren dabei südlich der Nahe, mit Berücksichtigung der Dammschüttung der vorhandenen Absperrdämme, zwischen ca. 1,9 und 4,2 m unterhalb der derzeitigen GOK (bezogen auf das Urgelände: ca. 0,9 und 2,0 m). Nördlich der Nahe beträgt der Grundwasserflurabstand ca. 3,7 4,0 m ugok (bezogen auf das Urgelände: ca. 1,2-1,3 m). Generell wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den ermittelten Wasserständen um eine Momentaufnahme handelt, die lediglich aufgrund der Wassereintritte in den offenen Bohrlöchern ermittelt wurden. Konkrete Aussagen über Grundwasserstände über ausgebaute Grundwasser-Messpegel liegen derzeit nicht vor. Generell ist darauf hinzuweisen, dass sich die Untersuchungsfläche direkt angrenzend an den Vorfluter Nahe befindet. Es ist davon auszugehen, dass sich Wasserstandsänderungen im Vorfluter direkt auf die Grundwasserstände im Bereich der Untersuchungsfläche auswirken. Bei Hochwasserereignissen ist generell davon auszugehen, dass das Grundwasser im Bereich der Untersuchungsfläche bis zur Geländeoberkante ansteigen kann. 4.3 Bodenmechanische Laboruntersuchungen Die bodenmechanischen Laboruntersuchungen zur Beurteilung der anstehenden Böden wurden im bodenmechanischen Labor des Geotechnischen Büros Moser, Kaiserslautern, durchgeführt. Die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen sind der Anlage 5 zu entnehmen. Insgesamt wurden folgende Versuche durchgeführt: P12037/ /ST1/Text doc Seite 13 von 26

14 - Bestimmung der Durchlässigkeit nach DIN Die Durchlässigkeiten wurden durchgehend an gemischtkörnigem Material ermittelt. Zum einen wurde eine Mischprobe MP 1 der Bodenproben BS2/2, BS3/2, BS4/2 und BS5/2 (0,4 - max. 4,1 m ugok) des Dammschüttmaterials des vorhandenen und abzutragenden Dammes am Südufer (Vorhandener Damm Südufer) und zum anderen eine Mischprobe MP 2 der Bodenproben BS6/3, BS7/2, BS8/2 und BS9/1 (0,4 - max. 4,5 m ugok) des Dammschüttmaterials des vorhandenen und zu ertüchtigenden Dammes am Nordufer (Vorhandener Damm Nordufer) untersucht. Bei der Mischprobe handelt es sich um einen schluffigen, stark kiesigen Sand (SŪ nach DIN 18196). Auf Grundlage der Ergebnisse des Durchlässigkeitsversuches verfügt die Böden über einen k f -Werte von 2,7 x m/s. Bei der Mischprobe MP2 handelt es sich um einen schwach schluffigen, sandigen Kies, mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von k f = 2,4 x 10-8 m/s. Beide Böden sind demnach als schwach durchlässig bis sehr schwach durchlässig einzustufen. - Bestimmung der Zustandsgrenzen nach DIN Die Bestimmung der Zustandsgrenzen nach DIN erfolgte an einer Probe des schwach organischen, feinsandigen Schluffs der Aufschlussbohrung BS12 (BS12/2: 0,8-2,0 m ugok) sowie an einer Probe des schwach kiesigen, feinsandigen Schluffs der Aufschlussbohrung BS13 (BS13/1: 0,0 1,1 m ugok). Gemäß den durchgeführten Untersuchungen handelt es sich bei der beiden Bodenprobe BS12/2 um einen leichtplastischen Ton (TL nach DIN 19196). Die Böden weisen bei Wassergehalten von 17,4 % bzw. 20,3 % eine halbfeste Konsistenz auf. - Bestimmung der Wassergehalte nach DIN 18121, Teil 1 Insgesamt wurden 5 Bestimmungen des Wassergehaltes durchgeführt. Im Einzelnen wurden dabei die Mischproben MP 1, MP 2 und MP 3 (BS10/1 und BS11/2; 0,0 max. 1,9 m ugok) sowie die Bodenproben BS12/2 (0,8-2,1 m ugok) und BS13/1 (0,0-1,1 m ugok) untersucht. Bei den Mischproben MP 1 und MP 2 des gemischtkörnigen Dammschüttmaterials liegen die ermittelten Wassergehalte bei ca. 13 bzw. 8 %. Die Wassergehalte der Mischprobe MP 3 und der Proben der Aufschlussbohrungen BS12 und BS13 (bindige bis gemischkörnige Böden) liegen mit ca. 17 % (MP 3) bis 20 % (BS12/2) deutlich höher. P12037/ /ST1/Text doc Seite 14 von 26

15 - Kornverteilung gemäß Kombinierter Siebung und Sedimentation nach DIN Insgesamt wurden an den 3 Mischproben MP 1 bis MP 3 die Kornverteilung mittels kombinierter Siebung und Sedimentation nach DIN ermittelt. Die Mischproben MP 1 und MP 3 lassen sich dabei in die Bodenklasse SŪ nach DIN (stark schluffige Sande) einordnen. Hinsichtlich der Bodenart nach DIN 4022 handelt es sich bei MP 1 um einen schluffigen, stark kiesigen Sand (S, g*, u; Feinkornanteil <0,063 mm: 19,6 %; Kiesanteil: ca. 38 %) und bei MP 3 um einen schwach tonigen, schluffigen Sand (S, u, t ; Feinkornanteil <0,063 mm: 31,8 %; Kiesanteil: 4,7 %). Bei der Mischprobe MP 2 handelt es sich um einen schluffigen Kies (GU nach DIN 18196). Nach DIN 4022 ist der Boden als schwach schluffiger, sandiger Kies (G, s, u ) anzusprechen. Der Feinkorngehalt (<0,063 mm) liegt bei 12,3 %, der Kiesanteil bei ca. 62 %. 4.4 Bodengruppen, Bodenklassen, Frostklassen Die anstehenden Erdstoffe können nach ihren bautechnischen Eigenschaften wie folgt klassifiziert werden: Tabelle 1: Bodengruppen, Bodenklassen, Frostklassen Bodengruppe DIN Bodenklasse DIN Frostklasse ZTVE-StB 09 Auffüllung UL/UM/SU/SŪ/SW/GU/GW/ GŪ 3 5 (2*) F1 F3 Schluff, sandig, kiesig UL/UM/SŪ/GŪ 3 4 (2*) F2 F3 Sand, kiesig, schluffig SW/SU/SŪ/GŪ 3 4 (2*) F2 F3 Kies, sandig, schluffig GW/GI/GU/GŪ 3 5 F1 F3 *) Diese Erdstoffe neigen bei Wasserzutritt oder mechanischer Beanspruchung zum Aufweichen und sind dann ggf. Bodenklasse 2 zuzuordnen. P12037/ /ST1/Text doc Seite 15 von 26

16 4.5 Bodenkennwerte In erdstatischen Berechnungen und für die Bemessung können folgende Rechenwerte angesetzt werden: Tabelle 2: Bodenkennwerte feucht W i c h t e unter Auftrieb Reibungswinkel K o h ä s i o n Steifemodul γ k γ' k ϕ' k c' k c u,k E s,k [kn/m³] [kn/m³] [ ] [kn/m²] [kn/m²] [MN/m²] Schluff, sandig, kiesig , Sand, kiesig, schluffig Kies, sandig, schluffig , P12037/ /ST1/Text doc Seite 16 von 26

17 5. BEURTEILUNG DER UNTERGRUNDVERHÄLTNISSE UND HINWEISE ZUR BAUAUSFÜHRUNG 5.1 Allgemeines Die bestehenden und zu ertüchtigenden Dämme am Nord- und Südufer der Nahe (Vorhandener Damm Südufer, Vorhandener Damm Nordufer und Vorhandener Absperrdamm VII) bestehen bis in Tiefen von max. 2,7 m ugok (BS6, BS9) zunächst überwiegend aus bindigen bis gemischtkörnigen Auffüllungen. Bei den aufgefüllten Bodenmaterialien handelt es sich um Schluffe, Sande und Kiese mit wechselnden Anteilen der genannten Kornfraktionen. Die angetroffenen Auffüllungen werden bei BS6 und BS12 bis max. ca. 3,1 m ugok von anstehenden dunkelbraunen, feinsandigen Schluffen mit überwiegend halbfester Konsistenz unterlagert. Unterhalb der angetroffenen Auffüllungen bzw. Schluffe folgen überwiegend braune, schwach schluffige, sandige bis stark sandige Kiese. Bei der Aufschlussbohrung BS13 im südöstlichen Bereich des Absperrdammes VII stehen bis ca. 1,1 m u GOK zunächst hellbraune, schwach kiesige, feinsandige Schluffe weicher Konsistenz an. Unterhalb folgen bis ca. 3,0 m ugok dunkelbraune, weiche, schwach organische, feinsandige Schluffe. Die bindigen bis gemischtkörnigen Deckschichten werden ab ca. 3,0 m ugok von graubraunen, schwach schluffigen, stark sandigen Kiesen unterlagert. Der abzutragende Bereich des vorhandenen Dammes am Südufer (Vorhandener Damm Südufer, ca. Nahe-km ,0 bis ,0) besteht bis in Tiefen von ca. 0,4-0,6 m ugok zunächst aus dunkelbraunen, überwiegend stark sandigen und schwach kiesigen, teils organischen Schluffen, die mit Wurzelresten und gerundeten Kiesen durchzogen sind. Die Schluffe verfügen durchgehend über steife bis halbfeste Konsistenz. Unterhalb besteht die Auffüllung bis in Tiefen von ca. 2,2 m (BS2) bis max. 4,1 m ugok (BS5) aus überwiegend dunkelbraunen stark sandigen, schwach schluffigen bis schluffige Kiesen (BS2) bzw. schwach schluffigen bis schluffigen, stark kiesigen Sanden (BS3 bis BS5). Die Untergrundverhältnisse im Bereich der Aufstandsfläche des neu geplanten Absperrdammes IV sind geprägt von unterhalb ca. 1,6 1,9 m mächtigen Deckschichten (Schluffe und Fein- bis Mittelsande) anstehender Nahe-Kiese. Grundwasser wurde im Rahmen der Aufschlussarbeiten bei ca. 1,9 und 4,2 m unterhalb der derzeitigen Geländeoberkante im Bereich des Abschnittes südlich der Nahe und ca. 3,7 4,0 m ugok im Bereich nördlich der Nahe angetroffen. Aufgrund der Nähe zum Vorfluter Nahe ist allerdings davon auszugehen, dass bei höheren Wasserständen des Vorfluters das Grundwasser auch bis zur Geländeoberkante ansteigen kann. P12037/ /ST1/Text doc Seite 17 von 26

18 5.2 Dammaufstandsfläche - Vorhandener Damm Südufer Auf Grundlage der Ergebnisse der Sondierbohrung BS1 ist davon auszugehen, dass im Bereich der Aufstandsfläche des zu ertüchtigenden Teilbereiches des o. g. Dammes oberflächennah bereits braune, stark sandige, schwach schluffige Nahe- Kiese anstehen. Nach dem Abschieben des Oberbodens im gesamten Bereich der Dammaufstandsfläche sollten zunächst ggf. stark durchwurzelte Bereiche abgetragen werden. Auf dem nachverdichteten Planum kann anschließend die Dammschüttung gemäß Kapitel 5.4 vorgenommen werden. Bei den größtenteils im Planumsbereich anstehenden, stark sandigen, schwach schluffigen Kiesen sind bei der vorgesehenen Dammschütthöhe von maximal ca. 2,7 m (2,4 m Dammhöhe + 30 cm Abtrag Oberboden) keine Tragfähigkeitsprobleme zu erwarten. Die Gefahr einer Unterströmung des Dammes ist unseres Erachtens nicht gegeben. Laborversuche an entsprechendem Material wurden bereits im Rahmen der Untersuchungen im Jahr 2006 von P+R [1] durchgeführt. Die untersuchten Kiese wiesen einen hohen Feinkornanteil und dementsprechend eine relativ geringe Durchlässigkeit auf. Im Laborversuch wurde ein Durchlässigkeitsbeiwert von 1,9 x 10-9 m/s ermittelt. Aufgrund unterschiedlicher Feinkornanteile sollte im Rahmen der Beurteilung auf der sicheren Seite liegend jedoch ein Durchlässigkeitsbeiwert von 1 x 10-7 m/s zugrunde gelegt werden. - Vorhandener Damm Nordufer Im Bereich der Dammaufstandsfläche (BS8) stehen ca. 0,4 m mächtige, schwach tonige, sandige Schluffe an. Diese werden bis zur erreichten Endteufe von ca. 4,5 m ugok von schwach schluffigen, sandigen Kiesen unterlagert. Nach dem Abschieben des Oberbodens und der durchwurzelten Schluffe sind die im Planumsbereich anstehenden Böden nachzuverdichten. Auf dem nachverdichteten Planum kann anschließend im Rahmen der Ertüchtigung die Dammschüttung gemäß Kapitel 5.4 vorgenommen werden. Bei den größtenteils im Planumsbereich anstehenden Kiesen sind bei der vorgesehenen Dammschütthöhe von maximal ca. 2,1 m (1,7 m Dammhöhe + 40 cm Abtrag Oberboden + Schluffe) keine Tragfähigkeitsprobleme zu erwarten. Die Gefahr einer Unterströmung des Dammes ist unseres Erachtens nicht gegeben, da diese eine schwache Durchlässigkeit aufweisen. Im Laborversuch wurde ein Durchlässigkeitsbeiwert von 2,4 x 10-8 m/s ermittelt. Aufgrund unterschiedlicher Feinkornanteile sollte im Rahmen der auch hier ein Durchlässigkeitsbeiwert von 1 x 10-7 m/s zugrunde gelegt werden. P12037/ /ST1/Text doc Seite 18 von 26

19 - Neu geplanter Absperrdamm IV Im Bereich der Dammaufstandsfläche des neu geplanten Absperrdamms IV stehen im westlichen Teil (BS10) überwiegend schwach organische, stark schluffige Feinbis Mittelsande und im östlichen Teil (BS11) sandige, schwach kiesige bis kiesige Schluffe weicher Konsistenz an. Nach dem Abschieben des Oberbodens im gesamten Bereich der Dammaufstandsfläche sind zunächst die weichen Schluffe (bei BS11 bis ca. 0,4 m ugok) sowie ggf. durchwurzelte Bereiche abzutragen. Nach dem Abtrag sind die im Planumsbereich anstehenden Böden nachzuverdichten. Auf dem nachverdichteten Planum kann anschließend die Dammschüttung gemäß Kapitel 5.4 vorgenommen werden. Bei den anstehenden schwach tonigen, schluffigen Sanden (mittels Kornverteilung MP 3 ermittelt, vgl. Kap. 4.3) sind bei der vorgesehenen Dammschütthöhe von maximal ca. 2,4 m (2,0 m Dammhöhe + durchschnittlich 0,4 m Abtrag Oberboden und Schluffe) keine Tragfähigkeitsprobleme zu erwarten. Die Gefahr einer Unterströmung des Dammes ist unseres Erachtens nicht gegeben, da die im Bereich der Dammaufstandsfläche anstehenden Sande einen hohen Feinkornanteil und dementsprechend eine relativ geringe Durchlässigkeit aufweisen. - Vorhandener Absperrdamm VII Im Bereich der Dammaufstandsfläche des zu ertüchtigenden Absperrdamms IV stehen überwiegend schwach organische, z. T. schwach kiesige, feinsandige Schluffe an. Nach dem Abschieben des Oberbodens im gesamten Bereich der Dammaufstandsfläche sind zunächst die Schluffe weicher Konsistenz (bei BS13 bis ca. 1,1 m ugok) sowie ggf. stark durchwurzelte Bereiche abzutragen. Nach dem Abtrag sind die im Planumsbereich anstehenden Böden nachzuverdichten. Auf dem nachverdichteten Planum kann anschließend die Dammschüttung gemäß Kapitel 5.4 vorgenommen werden. Bei den anstehenden feinsandigen Schluffen sind, sofern diese zumindest in steifer Konsistenz vorliegen, keine Tragfähigkeitsprobleme zu erwarten. Die Gefahr einer Unterströmung des Dammes ist unseres Erachtens nicht gegeben, da die im Bereich der Dammaufstandsfläche anstehenden Schluffe erfahrungsgemäß eine schwache Durchlässigkeit aufweisen. P12037/ /ST1/Text doc Seite 19 von 26

20 5.3 Dammertüchtigung und Dammaufbau Im Hinblick auf die Ertüchtigung der vorhandenen Dämme (Vorhandener Damm Südufer, Vorhandener Damm Nordufer, Vorhandener Absperrdamm VII) sind nach Abschieben des Oberbodens und ggf. anstehender stark durchwurzelter Schluffe folgende erdbauliche Maßnahmen vorgesehen: - Abflachung der wasserseitigen Böschungen - luftseitige Anschüttungen bzw. Überschüttungen der alten Dammprofile - Aufhöhungen der bestehenden Dämme Bei den vorhandenen Dämmen am Süd- und Nordufer sind die bestehenden wasserseitigen Böschungen den Vorgaben [6] entsprechend mittels Teilabtrag anzupassen/profilieren (Neigung der Dammflanken 1:3). Aufgrund der geplanten Dammhöhe von 2,0 m empfehlen wir im vorliegenden Fall, den neu geplanten Absperrdamm IV als homogenen Damm aus einem relativ wasserundurchlässigen Material herzustellen. Als Schüttmaterialien können natürliche bindige bis gemischtkörnige Böden (z.b. UM/TM/TA/SŪ/GŪ nach DIN 18196) eingesetzt werden. Die Böden sollten dabei über eine Durchlässigkeit von k 10-8 m/s verfügen. Mit Kiesen durchsetzter Lehm kann geeignet sein, sofern der Anteil an bindigem Boden einen Durchlässigkeitsbeiwert von < 10-8 m/s gewährleistet. Bei Verwendung dieser Materialien sind entsprechende Laboruntersuchungen vorzuschalten. Die organischen Bestandteile des Bodens sollten unter 5 %, der Kalkgehalt unter 15 % liegen. Gemäß der im Jahr 2006 von P+R durchgeführten Standsicherheitsberechnungen [1] ist für die einzubauenden Böden ein Reibungswinkel von φ 27,5 und eine Kohäsion von c 3 kn/m² anzusetzen. Alternativ kann eine Gesamtscherfestigkeit aus innerer Reibung und Kohäsion von φ 30 angesetzt werden. Vor dem Einbau des Dammschüttmaterials sind entsprechende Eignungsprüfungen durchzuführen. Sowohl bei den neuen Dämmen, als auch bei den Dammertüchtigungen ist zunächst der anstehende Oberboden abzuschieben und seitlich zu lagern. Der Oberboden kann für spätere Begrünungszwecke wiederverwendet werden. Bei den Dammertüchtigungen ist davon auszugehen, dass die vorhandenen Dämme überwiegend über eine lediglich lockere Lagerung verfügen. Daher ist eine Nachverdichtung der Dämme erforderlich. Hierzu sind die vorhandenen Dämme in einer Mächtigkeit von ca. 1 m abzutragen. Anschließend ist das Planum nachzuverdichten. Danach kann der Dammaufbau erfolgen. Auf eine ordnungsgemäße Verzahnung der Dammertüchtigung mit dem vorhandenen Damm über eine abgetreppte Vorprofilierung in Anlehnung an die ZTVE-StB 01 ist zu achten. P12037/ /ST1/Text doc Seite 20 von 26

21 Eine ausreichende und sorgfältige Verdichtung der Böschungen, insbesondere in den Randbereichen, ist anzustreben und ggf. durch das Anlegen eines Überprofils zu gewährleisten. Nach Fertigstellung der Dammschüttung empfehlen wir eine rasche Andeckung der Böschung mit Mutterboden zur Vermeidung von Erosionen oder oberflächennahen Rutschungen. Dammaufbau und Dammertüchtigung haben lagenweise mit einer maximalen Lagenstärke von ca. 30 cm zu erfolgen. Die endgültige Schütthöhe und die Anzahl der erforderlichen Verdichtungsübergänge richten sich nach Art und Größe des eingesetzten Verdichtungsgerätes. Jede Lage ist gesondert zu verdichten. Ein Verdichtungsgrad von D Pr 95 % ist nachzuweisen. Der Luftporenanteil muss dabei unter 12 % liegen. Es wird darauf hingewiesen, dass die bindigen Erdstoffe als sehr wasserempfindlich einzustufen sind. Bei Wasserzutritt in Verbindung mit mechanischer Beanspruchung neigen die Böden zum Aufweichen. Aufgeweichte Bereiche dürfen grundsätzlich nicht überbaut werden und sind vor dem Aufbringen der nächsten Schüttlage abzutragen. Mit Ende eines jeden Arbeitstages muss das jeweilige Planum abgewalzt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass das Planum ein Gefälle von mindestens 2 % zu den Böschungen hin aufweist, um ein Abfließen von evtl. anfallendem Niederschlagswasser zu gewährleisten. Auf eine ausreichende Verdichtung der böschungsnahen Randzonen ist zu achten. Kann je nach gewählter Böschungsneigung eine ausreichende Verdichtung in den oberflächennahen Böschungsbereichen bautechnisch nicht gewährleistet werden, so ist mit einem entsprechenden Überprofil zu arbeiten. Die beim Abtrag des vorhandenen Dammes am Südufer (ca. Nahe-km ,0 bis ,0) anfallenden stark sandigen, schwach schluffigen bis schluffigen Kiese bzw. schwach schluffigen bis schluffigen, stark kiesigen Sande können gemäß der Ergebnisse der durchgeführten bodenmechanischen Laboruntersuchungen (vgl. Kap. 4.3) in derzeitigem Zustand prinzipiell als Dammschüttmaterial wieder verwendet werden. Allerdings ist hier auf die extreme Witterungsempfindlichkeit des Materials hinzuweisen. Bei einer gegebenenfalls erforderlichen Zwischenlagerung des Materials ist darauf zu achten, dass Aufweichungen infolge Wasserzutritts in jedem Fall vermieden werden. Bei einer aus Wassergehaltsänderungen resultierenden nachteiligen Veränderung der Konsistenz (lediglich weiche oder steife Konsistenz der bindigen Anteile) sind die Erdstoffe zum Dammaufbau nicht geeignet und müssen entweder aufbereitet (Zugabe von Kalk oder Kalk-Zement-Gemischen) oder abgefahren werden. Prinzipiell empfiehlt es sich im vorliegenden Fall, den Einbau der anfallenden Materialien direkt nach Abtrag des vorhandenen Absperrdamms vorzunehmen. P12037/ /ST1/Text doc Seite 21 von 26

22 Einbau und Verdichtung im Bereich des neu zu errichtenden Dammes sowie im Bereich der zu ertüchtigenden Dämme sind den Witterungsverhältnissen anzupassen und gegebenenfalls bei nasser Witterung einzustellen, wenn eine ausreichende Verdichtung des Einbaumaterials nicht mehr gewährleistet ist. 5.4 Dammstatik Im Jahr 2006 wurden bereits im Rahmen der von P+R durchgeführten Untersuchungen Standsicherheitsnachweise für die Absperrdämme I und IV an 2 repräsentativen Querschnitten ausgeführt. Ergänzend hierzu wurde nun ein Standsicherheitsnachweis mittels Böschungsbruchberechnungen am vorliegenden Querschnitt Q 1 (Profil 273) des zu ertüchtigenden Dammes am Nordufer der Nahe bei Kilometer [6] durchgeführt. Die Grundlagen der Böschungsbruchberechnungen mit dem Konzept der Teilsicherheitsbeiwerte sind in DIN EN :2009 (Eurocode (EC) 7) und DIN 1054:2010 aufgeführt. Die o. g. Berechnungen wurden unter Berücksichtigung der folgenden Bemessungssituationen nach DIN EN 1990:2010 (Eurocode) und DIN 1054:2010 gemäß BAW- Merkblatt: Standsicherheit von Dämmen an Bundeswasserstraßen [7] durchgeführt: Ständige (persistent) Bemessungssituation (BS-P) Außergewöhnliche (accidential) Bemessungssituation (BS-A). Die Vorübergehende (transient) Bemessungssituation (BS-T, bei Bau- und Revisionszuständen) und die Bemessungssituation bei Erdbeben (earthquake, BS-E) wurden hier nicht berücksichtigt. Für die Berechnungen wurde im Bereich der Dammkrone eine Verkehrslast von 10 kn/m² (Verkehrslasten ohne Stapellasten) angesetzt. In den o. g. Bemessungssituationen wurden folgende Wasserstände angesetzt: BS-P: Bemessungshochwasser BHW (gem. [6] bei 175,48 mnn) BS-A: Volleinstau und Schnelle Wasserspiegelabsenkung. Die Böschungsbruchberechnungen erfolgten mit dem Lamellenverfahren nach BISHOP (DIN 4048:2009) mit Variation der Gleitkreise. Die statischen Berechnungen wurden mit Hilfe des Programmsystems GGU-STABILITY (GGU-Software Braunschweig, Programm Bösch0) durchgeführt, welches die in DIN 4084:2009 angegebenen Formeln und Beziehungen verwendet. P12037/ /ST1/Text doc Seite 22 von 26

23 Zur Gewährleistung der Standsicherheit ist für die Luftseite des Dammes für die o. g. Bemessungssituationen der Nachweis ausreichender globaler und lokaler Standsicherheit (GEO-3) gemäß [7] zu führen. Für die Wasserseite des Dammes ist die globale Standsicherheit der Böschung nach DIN 4084:2009 nachzuweisen. Bei der Betrachtung der Böschungen unter Berücksichtigung der o. g. Bemessungssituationen wird hier zum Nachweis der sogenannte Ausnutzungsgrad μ angegeben. Ein Wert µ 1,0 zeigt standsichere Verhältnisse an. Die Ergebnisse der einzelnen Bemessungssituationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Tabelle 3: Ergebnisse der Böschungsberechnungen Stelle Nachweis µ max Anlage Q 1 Vorhandener Damm Nordufer Böschungsbruch BS-P: Bemessungshochwasser BHW, Wasserseite EC 7 / DIN ,62 Anl. 6.1, Blatt 1 Q 1 Vorhandener Damm Nordufer Böschungsbruch BS-P: Bemessungshochwasser BHW, Luftseite EC 7 / DIN ,73 Anl. 6.1, Blatt 2 Q 1 Vorhandener Damm Nordufer Böschungsbruch BS-A: Volleinstau, Wasserseite EC 7 / DIN ,50 Anl. 6.1, Blatt 3 Q 1 Vorhandener Damm Nordufer Böschungsbruch BS-A: Volleinstau, Luftseite EC 7 / DIN ,67 Anl. 6.1, Blatt 4 Q 1 Vorhandener Damm Nordufer Böschungsbruch BS-A: Schnelle Wasserspiegelabsenkung EC 7 / DIN ,94 Anl. 6.1, Blatt 5 Bei der Bemessungssituation Schnelle Wasserspiegelabsenkung wurde auf die Berechnung der Entleerung zur Luftseite hin verzichtet, da diese durch die Bemessungssituationen Bemessungshochwasser oder Volleinstau abgedeckt ist. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Ausnutzungsgrade µ für die unterschiedlichen Bemessungssituationen bei der vorgegebenen Dammhöhe für eine gewählte Neigung der Dammflanken von 1:3 (ca. 18,5 ) durchgehend kleiner 1 sind. Es liegen damit bei den hier berücksichtigten Bemessungssituationen standsichere Verhältnisse vor. Wird aus bautechnischen Gründen ein steileres Abböschen der Dammflanken erforderlich, so sind die geführten Standsicherheitsnachweise entsprechend zu überarbeiten. P12037/ /ST1/Text doc Seite 23 von 26

24 5.5 Allgemeine Hinweise zur Bauausführung Beim Abschieben der im Bereich der Dammaufstandsflächen und der zu ertüchtigenden Damme anstehenden, zum Teil organischen gemischtkörnigen bindigen Böden fallen durchgehend Erdstoffe der Bodenklassen 3 und 4 an. Die bindigen Anteile der Erdstoffe neigen bei Wasserzutritt zum Aufweichen. Beim Erreichen von breiiger oder flüssiger Konsistenz sind die Erdstoffe in die Bodenklasse 2 einzustufen. Die beim Abtrag des vorhandenen Absperrdamms anfallenden Erdstoffe sind mit Ausnahme des Oberbodens (Bodenklasse 1) durchgehend in die Bodenklassen 3 und 4 einzustufen. Allgemein wird darauf hingewiesen, dass bei den anstehenden Erdstoffen, die zumeist bindige Anteile aufweisen, die Erdarbeiten in trockenen und frostfreien Witterungsperioden durchgeführt werden sollten. Die Erdstoffe neigen bei Wasserzutritt und mechanischer Beanspruchung zum Aufweichen. Aufgeweichte Teilbereiche dürfen grundsätzlich nicht überbaut werden und sind abzutragen. Für eine ordnungsgemäße Nachverdichtung der Dammaufstandsflächen nach dem Abtrag der oberflächennah anstehenden zumeist organischen Böden ist ein Grundwasserflurabstand von mindestens 0,5 m, bezogen auf das Aushubplanum, erforderlich. Zur Vermeidung von Erosionsschäden bei einer vollständigen Durchströmung der Dämme sollte am luftseitigen Dammfuß ein Dränageprisma aus durchlässigem Material angeordnet werden (vgl. Anlage 6). P12037/ /ST1/Text doc Seite 24 von 26

25 6. ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSBEMERKUNG Das Ingenieurbüro Schönhofen, Kaiserslautern, plant für die Struktur- und Genehmigungsdirektion (SGD) Nord Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten- Dhaun. Bereits im Frühjahr 2006 wurde durch die Peschla + Rochmes GmbH, Kaiserslautern im Bereich der geplanten Hochwasserschutzanlagen an der Nahe bei Hochstetten-Dhaun eine Baugrunduntersuchung durchgeführt und ein Geotechnischer Bericht [1] erstellt. Zwischenzeitlich wurden die Pläne und hier insbesondere Teilbereiche der Dammaufstandsflächen überarbeitet. Die Peschla + Rochmes GmbH wurde daher beauftragt, eine ergänzende Baugrunduntersuchung durchzuführen, eine zusätzliche Standsicherheitsbetrachtung an dem zu ertüchtigendem Damm entlang des Nordufers der Nahe vorzunehmen sowie eine ergänzende Geotechnische Stellungnahme zu erstellen. In vorliegendem Bericht sind die Ergebnisse der ergänzenden Untersuchungen dargestellt und ausgewertet. Die Untergrundverhältnisse im Bereich der zu ertüchtigenden Dämme am Nord- und Südufer der Nahe bestehen bis in Tiefen von max. 2,7 m ugok (BS6, BS9) zunächst überwiegend aus bindigen bis gemischtkörnigen Auffüllungen. Die angetroffenen Auffüllungen werden bei BS6 und BS12 bis max. ca. 3,1 m ugok von anstehenden dunkelbraunen, feinsandigen Schluffen weicher Konsistenz unterlagert. Unterhalb der angetroffenen Auffüllungen bzw. Schluffe folgen überwiegend braune, schwach schluffige, sandige bis stark sandige Kiese. Bei der Aufschlussbohrung BS13 im südöstlichen Bereich des Absperrdammes VII stehen bis ca. 1,1 m u GOK zunächst hellbraune, schwach kiesige, feinsandige Schluffe weicher Konsistenz an. Unterhalb folgen bis ca. 3,0 m ugok dunkelbraune, weiche, schwach organische, feinsandige Schluffe. Die bindigen bis gemischtkörnigen Deckschichten werden ab ca. 3,0 m ugok von graubraunen, schwach schluffigen, stark sandigen Kiesen unterlagert. Die Untergrundverhältnisse im Bereich der Aufstandsfläche des neu geplanten Absperrdammes IV sind geprägt von unterhalb ca. 1,6 1,9 m mächtiger Deckschichten (Schluffe und Fein- bis Mittelsande) anstehender Nahe-Kiese. Grundwasser wurde im Rahmen der Aufschlussarbeiten bei ca. 1,9 und 4,2 m unterhalb der derzeitigen Geländeoberkante im Bereich des Abschnittes südlich der Nahe und ca. 3,7 4,0 m ugok im Bereich nördlich der Nahe angetroffen. Aufgrund der Nähe zum Vorfluter Nahe ist allerdings davon auszugehen, dass bei höheren Wasserständen des Vorfluters das Grundwasser auch bis zur Geländeoberkante ansteigen kann. Insgesamt ist davon auszugehen, dass nach Abschieben des Oberbodens und der stark durchwurzelten obersten Lage der Schluffe (Mächtigkeit maximal ca. 40 cm) im Bereich des Planums entweder schluffige Kiese, Sande oder steife bis halbfeste feinsandige Schluffe anstehen. Mit Tragfähigkeitsproblemen ist bei diesen Böden nicht zu rechnen. P12037/ /ST1/Text doc Seite 25 von 26

26 Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die Böden aufgrund ihres Feinkornanteils als sehr witterungsempfindlich einzustufen sind. Weichen die Böden infolge Witterungseinflüsse auf so verschlechtern sich entsprechend die bodenmechanischen Eigenschaften. Aufgeweichte Bereiche des Planums sind daher in jedem Fall auszutauschen. Die Gefahr der Unterströmung der Dämme ist bei den relativ geringen Durchlässigkeiten der im Planumsbereich anstehenden Erdstoffe nicht gegeben. Das beim Rückbau des vorhandenen Absperrdammes anfallende Material kann grundsätzlich für den Neubau der geplanten Dämme wieder verwendet werden. Allerdings wird auch hier auf die Witterungsempfindlichkeit des Materials hingewiesen. Weicht das Material infolge von Witterungseinflüssen auf, so ist es zum Neubau der Dämme aus bodenmechanischer Sicht nicht geeignet. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Ausnutzungsgrade µ für die unterschiedlichen Bemessungssituationen bei der vorgegebenen Dammhöhe für eine gewählte Neigung der Dammflanken von 1:3 (ca. 18,5 ) durchgehend kleiner 1 sind. Es liegen damit bei den hier berücksichtigten Bemessungssituationen standsichere Verhältnisse vor. Wird aus bautechnischen Gründen ein steileres Abböschen der Flanken der zu ertüchtigenden Dämme erforderlich, so sind die geführten Standsicherheitsnachweise entsprechend zu überarbeiten. Sollten sich bei Durchsicht der vorliegenden Stellungnahme/Bericht Unklarheiten ergeben, bitten wir Sie, sich umgehend mit uns in Verbindung zu setzen. Im Übrigen möchten wir darauf hinweisen, dass im Zuge der Untersuchung nur punktuelle Aufschlüsse gewonnen werden konnten und somit Abweichungen in Bezug auf Schichtmächtigkeit und -ausbildung zwischen den Aufschlusspunkten und in Randbereichen nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden können. Werden bei der Bauausführung abweichende Untergrundverhältnisse festgestellt, empfehlen wir Ihnen, sich umgehend mit uns in Verbindung zu setzen. Kaiserslautern, 8. August 2012 Dipl.-Geol. Horst Peschla - Geschäftsführer - Verteiler: 1fach Ingenieurbüro Schönhofen, Herr Nicklaus + elektronische Version auf CD 1fach Akte P+R GmbH P12037/ /ST1/Text doc Seite 26 von 26