BV Schwennauhof, Glücksburg Landkreis Schleswig-Flensburg / Schleswig-Holstein Deutschland

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1 BV Schwennauhof, Glücksburg Landkreis Schleswig-Flensburg / Schleswig-Holstein Deutschland Gutachten zu den Baugrundverhältnissen als Vorerkundung für die Bebauung mit einer Bungalowsiedlung Auftraggeber Enerparc AG Zirkusweg 2 / Astra Tower D Hamburg Boden und Wasser Büro für Hydrogeologie, angewandte Geologie und Wasserwirtschaft St.-Martin-Straße 11 D Aichach Inh. Dipl.-Geol. R. Hurler Tel. +49 (0)8251 / 7224 u Fax +49 (0)8251 / bodenundwasser@t-online.de Bearbeiter Robert Hurler

2 Inhalt 1 Lage und Vorgang, geologische Situation 2 Aufschlüsse, Untersuchungen vor Ort 3 Bewertung der angetroffenen Böden, Hinweise zur Gründung 3.1 Generelle Bewertung des gesamten Areals 3.2 Spezielle Bewertung der Situation am Hang an der nordwestlichen Grundstücksgrenze 4 Hinweis zu den chemischen Bodenverhältnissen Anlagen Anlage 1 Lage der Aufschlüsse und Schnitte Maßstab 1 : 500 Anlage 2 Geologische Karte Maßstab 1 : Anlage 3 Bodenkennwerte der erkundeten Schichten Anlage 4 Schichtenprofile und Rammdiagramme Maßstab 1 : 500 Anlage 4a Schnitt Nord Süd mit Profilen Maßstab 1 : 250 (Länge) 1 : 50 (Höhe) Anlage 4b Schnitt West Ost mit Profilen und Diagrammen Maßstab 1 : 250 (Länge) 1 : 50 (Höhe) Seite 2

3 1 Lage und Vorgang, geologische Situation Das Büro Boden und Wasser wurde am beauftragt, die Baugrundverhältnisse als Vorerkundung für die Bebauung mit einer Bungalowsiedlung für das Bauvorhaben Schwennauhof in Glücksburg gemäß dem Angebot vom durchzuführen. Die Arbeiten erfolgten vor Ort in der 49. KW 2013 (Entnahme von Bodenproben, Rammsondierungen und geologische Feldaufnahme). Es wurden nach geologischer Aufnahme des Untersuchungsgebiets insgesamt 10 Rammsondierungen mit der leichten Rammsonde und 8 Sondierungen mit der Schlitzsonde durchgeführt (Ergebnisse im Detail siehe Anlage 2). Das Untersuchungsareal wurde vor Ort durch die vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Pläne eindeutig festgelegt (Lage siehe Pläne in Anlage 1). Es liegt im Ortsgebiet Glücksburg, ca. 1,5 km nördlich des Stadtzentrums. Es grenzt im Nordwesten direkt an die Flensburger Förde / Ostsee, im Südwesten an den Taleinschnitt des Flüsschens Schwennau und geht im Nordosten und Südosten in benachbarte Siedlungsgebiete von Glücksburg über. Das Grundstück ist durch eine hügelige Oberfläche mit erheblichen Höhenunterschieden gekennzeichnet. An der Westgrenze der Anlage finden sich Hügelkuppen mit einer Höhe von > 14 m ü. NN, während das Nordostende der Anlage auf max. 2 m ü. NN liegt. Die Oberfläche ist teilweise, v.a. im östlichen Bereich durch die terrassierte Anlage von Sportplätzen umgestaltet, anderweitig aber weitgehend im ursprünglichen Zustand. Die maximale Geländeneigung liegt bei ca. 8 10, lediglich die künstlichen Böschungen zwischen den Sportfeldern im Osten sind etwas steiler. Die nordwestliche Grundstücksgrenze wird durch einen nach W bzw. NW in Richtung Flensburger Börde einfallenden Steilhang mit einer Hangneigung von bis zu ca. 32 markiert. Das Gelände weist noch einen großen Teil des ursprünglich für die Ferienanlage Schwennauhof errichteten Gebäudebestandes auf. Lediglich einige Bungalows im Westen sind ganz oder teilweise abgebrochen und entfernt. Dabei sind aber die Beton-Fundamentplatten zurückgeblieben. Aus geologischer Sicht liegt die zu untersuchende Fläche innerhalb der nordschleswigschen Glaziallandschaft, deren Ablagerungen aus Sandern des Weichsel-Stadiums bestehen. Sie liegen i.d.r., über Grundmoräne, die ebenfalls noch dem Weichselstadium angehört. In Niederungen finden sich geologisch sehr junge Sedimente (holozän), die im Untersuchungsgebiet aus Seite 3

4 Auelehmen und umgelagertem Material der angrenzenden Hügel bestehen. Torfbildungen können vorkommen, wurden aber im Untersuchungsgebiet nicht festgestellt. Das zusammenhängende Grundwasser ist auf die Flensburger Förde als Vorfluter ausgerichtet und liegt daher nur wenig über NN. Zitat zur Geomorphologie aus "Küstenatlas Ostsee", Christinan-Albrechts-universität, Kiel, im Internet veröffentlicht 2004 Die besondere küstenmorphologische Prägung der gesamten Ostseeküste erklärt sich aus den pressenden und schürfenden Gletscherzungenvorstößen des Weichselglazials (ca Jahre vor heute). So handelt es sich bei der 28 km langen und bis zu 12 km breiten, von NW nach SO verlaufenden Flensburger Außenförde um ein von gestauchten Seitenmoränen der Weichseleiszeit flankiertes und durch den holozänen Meeresspiegelanstieg ertrunkenes Gletscherzungenbecken der Rosenthal-/ Sehberg- Staffel. Die bis zu 15 m tiefe und 15 km lange, von NO nach SW verlaufende Innenförde wurde von stark erodierenden, subglazialen Schmelzwasserströmen ausgeräumt. Dieses weichselzeitliche Tunneltal zeichnet eine bis 265 m tiefe elsterzeitliche Schmelzwasserrinne (ca Jahre vor heute) nach, die wiederum an eine salztektonische Störungszone des tieferen Untergrundes gebunden ist. Vermutlich konnte das weichselzeitliche Gletschereis bevorzugt in Richtung der Tiefenlinie dieser vorangelegten Bucht vorrücken - man kann deshalb von einer tektonischen Uranlage der Flensburger Förde sprechen. Eine Besonderheit im Erscheinungsbild der Flensburger Förde findet sich in dem markanten Knick der 2 km und nur 8 m tiefen Holnis Enge, die die Flensburger Förde eben in die beschriebenen Innen- und Außenförde gliedert. Das allmähliche Abschmelzen der Gletscher begann vor ca Jahren. In den Niederungen der unregelmäßig geformten Oberfläche bildeten sich Seen und Sümpfe. Infolge des zunächst schnellen und dann langsamer werdenden Meeresspiegelanstiegs begann das Meer durch den großen Belt vorzudringen und dann allmählich in das Zungenbecken zu transgredieren (durchschnittlicher Anstieg des Meeresspiegels um ca. 0,9 cm/jahr). Nachdem nun das nordische Inlandeises vor ca Jahren vollständig abgeschmolzen war, übernahm nun das brandende Wasser der Ostsee die weitere Küstenmorphogenese. Dabei wurden die glazial abgelagerten Geschiebemergel besonders die Seitenmoränen stark erodiert, so dass es vielerorts zur Abtragung von Steilküsten kam, die teilweise auch heute noch aktiv zurückverlegt werden ( Abtragung am Kliff ). Die erodierten Sedimente wurden mit der küstenparallelen Längsströmung weiter transportiert und an benachbarten Abschnitten abgelagert ( Haken- bzw. Nehrungsbildung ). Durch die litoralen Prozesse der Abrasion und der Akkumulation konnten Strandwälle, Nehrungen und Höftländer (Strandwallfächer) entstehen, die heute neben den Steiluferabschnitten das charakteristische Küstenbild der Flensburger Förde prägen. Die typischen Steilküsten der Flensburger Förde sind in den glazial abgelagerten und erosionsanfälligen Geschiebemergel der Weichsel-Kaltzeit ausgebildet und werden zum Teil auch heute noch durch die Kraft des brandenden Wassers zurückverlegt. Seite 4

5 Zu ermitteln war der Bodenaufbau auf dem Untersuchungsgelände generell. Außerdem sind Bodenkennwerte anzugeben, die eine Vorplanung der Fundamente für die geplante Bebauung ermöglichen. Ferner war die Standsicherheit der steilen Abhänge an der Westgrenze des Geländes zu prüfen und zu beurteilen. 2 Aufschlüsse, Untersuchungen vor Ort Das Untersuchungsgebiet wurde in seiner Gesamtausdehnung begangen und geologisch aufgenommen. An 10 Stellen (Bezeichnungen der Aufschlussstellen mit DPL 1-10) wurde mittels der leichten Rammsonde die Lagerungsdichte bzw. die Konsistenz des Bodens in Abhängigkeit von der Tiefe geprüft. An 8 Stellen (DPL 1-8) wurden zusätzlich mittels der Schlitzsonde Bodenproben entnommen. Die Aufschlüsse sind in der Anlage 1 hinsichtlich der Lage der Ansatzpunkte dargestellt. Die Lagefeststellung wurde mittels Sperrmaßen vor Ort sowie mittels GPS-gestützter Positionsermittlung durchgeführt. Der Bodenaufbau wurde bei der ingenieurgeologischen Aufnahme des Gebiets mit hinreichender Genauigkeit festgestellt. In Anlage 4 sind die Sondierergebnisse im Detail als Schichtenprofile und Rammdiagramme dargestellt. Die Aufschlüsse wurden bis in eine Tiefe zwischen 2,4 m und 5,9 m durchgeführt, in der ausreichend hohe Schlagzahlen erreicht wurden. In wenigen Fällen waren in der jeweiligen Endtiefe von max. 5,9 m nur Schlagzahlen von > 10 erreicht. Die Untersuchung konnte dennoch beendet werden, da in dieser Tiefe die aus dem Eigengewicht des Bodens resultierenden Spannungen bereits ein vielfaches derer aus den Gründungspfosten der Bauwerke betragen. Damit sind aus der Bebauung resultierende Bodenreaktionen in dieser Tiefe nicht mehr zu erwarten. Die Leichte Rammsonde besteht aus einem Gestänge mit einer Spitze von 5 cm² (DPL-5) Querschnittsfläche, das mit einem Fallgewicht von 10 kg aus einer Fallhöhe von 0,5 m in den zu untersuchenden Boden eingerammt wird. Die Anzahl der Schläge je 10 cm Eindringung wird gezählt und gibt das Maß für die Lagerungsdichte bzw. die Konsistenz des untersuchten Bodens. Bei einer Schlagzahl > 10 ist ausreichend dichte Lagerung bzw. mindestens steife Konsistenz gegeben. Für die Bestimmung der Bodenarten wird statt der Rammspitze an geschlossenem Gestänge eine geschlitzte Stange eingerammt, die zwar keine definierte Messung des Rammwiderstandes zulässt, in deren Längsnut aber eine Bodenprobe gewonnen werden kann. Damit lassen sich die Seite 5

6 mit den begleitenden Rammsondierungen erkundeten Böden auch geologisch zuordnen. Mit beiden Tests sowie den Informationen aus der geologischen Feldbegehung liegen ausreichend Daten für eine Baugrundbeurteilung vor. 3 Bewertung der angetroffenen Böden, Hinweise zur Gründung 3.1 Generelle Bewertung des gesamten Areals Die angetroffenen Böden bzw. Gesteine eignen sich prinzipiell gut für die Gründung von leichten Bauwerken. Für eine Gründung auf Platten oder Streifenfundamenten ist zu bedenken, dass die angetroffenen Böden nicht frostsicher sind. Damit ergibt sich die Notwendigkeit eines Bodenaustauschs unter den Bodenplatten bis in eine Tiefe von 0,8 m unter GOK oder die Gründung auf mindestens genauso tief einbindenden Streifenfundamenten, die als Frostschürzen auszubilden sind. Alternativ dazu kann auch eine Gründung auf gerammten Stahlprofilen erfolgen, die in jedem Fall so tief einbinden, dass dabei die Frostsicherheit des Bodens keine Rolle mehr spielt. Damit kann ein Bodenaustausch entfallen. Lediglich im Nahbereich des Steilhangs an der nordwestlichen Grundstücksgrenze sind die Bodenverhältnisse differenzierter zu bewerten. Der Steilhang ist derzeit in einem stabilen Zustand. Dies gilt, solange weder am Hangfuß irgendwelche Abgrabungen, Abschwemmungen o.ä. erfolgen und solange an der Hangkante oben keine zusätzlichen Lasten aufgebracht werden (vgl. hierzu die speziellen Hinweise im folgenden Kapitel). Für eine konkrete Ermittlung von Fundamentbreiten, Pfosten-Rammtiefen etc. ist die Angabe der aus den Bauwerke resultierenden Spannungen bzw. Gesamtlasten erforderlich. 3.2 Spezielle Bewertung der Situation am Hang an der nordwestlichen Grundstücksgrenze Der Hang wurde in mehreren Profillinien begangen und intensiv auf Anzeichen von rezenten und subrezenten Bodenbewegungen untersucht. Folgende Fakten wurden dabei festgestellt: - Der Hang ist keine Geländeform der für die Ostseeküsten typischen Steilküsten. Er ist vielmehr eine Erosionsform, die im Zusammenwirken mit der Ausbildung der Morphologie des Mündungsbereichs der Schwennau in die Flensburger Förde entstanden ist. - Der Fuß des Hangs liegt nicht im Brandungsbereich. Seite 6

7 - Damit besteht kein Risiko, dass der Hang bei Sturmereignissen wasserseitig von der Brandung erodiert wird. Somit ist dieser Hang bzw. dessen Böschungsstabilität anders zu bewerten als typische Steilküsten, deren landschaftliche Ausformung unmittelbar von der Brandungserosion des Küstensaums bestimmt wird. Der Untergrund des Hangbereichs besteht aus denselben, überwiegend sandigen, Glazialablagerungen wie der Boden im übrigen Gelände. Aus geotechnischer Sicht ist der Hangbereich als stabil einzustufen, wobei die aktuell feststellbare Hangneigung (zwischen 25 und 32 in den steileren Bereichen) sich entsprechend dem natürlichen Reibungswinkel (Minimalwert) des jeweils anstehenden Bodens eingestellt hat. Als Konsequenz ergibt sich für die Bebauung des Bereich nahe der Hangkante die generell zu beachtende Vorgabe, dass unmittelbar an oder in geringer Tiefe unter der jetzigen Erdoberfläche keine zusätzlichen Bauwerkslasten aufgebracht werden sollten, da diese die derzeit gegebene Hangstabilität langfristig verschlechtern würden. Flachgründungen, auch von relativ leichten Bauwerken, sind daher hier als nicht sinnvoll zu bewerten. Jede Art von Bebauung nahe der Hangkante sollte daher so gegründet werden, dass die Gebäudelasten möglichst tief in den Untergrund transferiert werden, bevor sie in den Boden eingeleitet werden. Für die nahe der Hangkante liegenden Bauwerke wird daher eine Tiefgründung (z. B. auf Rammpfosten oder Kleinbohrpfählen) empfohlen. Eine Tiefgründung hat den Vorteil, die Bauwerkslasten nicht an der Erdoberfläche wirksam werden zu lassen, sondern diese erst in einer gewissen Tiefe in den Boden einzuleiten. Da für die Lastausbreitung im Boden in erster Näherung der Reibungswinkel des Bodens angesetzt werden kann, belastet eine solche Gründung nicht den oberflächennahen Bereich des Hanges. Damit ergeben sich auch keine zusätzlichen destabilisierenden Faktoren für den Hang. Für die Herstellung von Tiefgründungen sollten Bohrarbeiten in der Nähe der Hangkrone oder im Hang selbst vermieden werden, insbesondere wenn dabei Spülungsmittel zum Austrag des Bohrgutes notwendig sein sollten. Solche Arbeiten führen zu einer Entfestigung der umliegenden Bodenbereiche und reduzieren die gegebene Stabilität des Hanges. Weiterhin sollten alle Maßnahmen, die geeignet sind, die oberflächennahen Schichten zu entfestigen, unterbleiben. Dazu zählen insbesondere Grabungen (z.b. für Leitungstrassen nahe der Hangkante) oder Rodungsarbeiten mit Entfernung von Wurzelstöcken im Hang selbst und bis zu ca. 10 m hinter der Hangkante, Planierarbeiten zum Ausgleich eines unregelmäßigen Hangprofils etc.. Speziell Gräben für Versorgungsleitungen sollten nicht parallel zum Hangverlauf, sondern prinzipiell möglichst rechtwinklig dazu angelegt werden. Die Seite 7

8 Niederschlagswasserableitung hat nach Osten hin zu erfolgen, nicht über den Steilhang nach Westen. Bei Wegebauten ist ein Anschneiden des Hangs grundsätzlich zu vermeiden. Soll der Hang selbst begehbar gemacht werden, bieten sich hierfür Treppen oder Stege an, die über der Erdoberfläche verlaufen und nur auf einzelnen Tiefgründungselementen (z.b. Kleinrammpfähle) aufgeständert werden. Für alle vorgesehenen Gründungsarten im Hang oder nahe der Hangkante hat als Entscheidungskriterium über die Anwendbarkeit zu gelten: Die Gründung muss die Bauwerkslasten so tief in den Boden eintragen, dass der bodenmechanische Parameter Reibungswinkel auch künftig voll umfänglich zur Sicherung der vorhandenen Hangneigung zur Verfügung steht. Der Reibungswinkel des anstehenden Bodens darf nicht dazu herangezogen werden, gegenüber Spannungen aus der Bauwerksgründung als Antagonist dienen zu müssen. Wäre dies der Fall, stünde dieser Anteil des Reibungswinkels nicht mehr für die Böschungsstabilität zur Verfügung. Eine Rücksprache mit dem Baugrundgutachter wird bei Definition der Tiefgründungsart empfohlen. 4 Hinweis zu den chemischen Bodenverhältnissen Der überwiegend sandige Boden enthält generell geringe Gehalte an Kalk, wodurch ggf. niedrige ph-werte des Sickerwassers nicht auszuschließen sind. Andere aggressive Stoffe werden nicht erwartet. Vereinfachte Eluatversuche an den Bodenproben haben einen ph-wert des in den Bodenporen zu erwartenden Wassers von größer 6,0 ergeben. Es wird empfohlen, Baustraßen und Lagerplätze mit Kalkschotter oder Betonrecyclat zu befestigen um so eine Anhebung des im Sickerwasser zu erwartenden ph-wertes zu erzielen. Darüber hinaus sind keine besonderen Vorkehrungen gegen korrosive Bedingungen mit niedrigen ph-werten zwingend erforderlich. Aichach, den R. Hurler, Dipl.-Geol. Seite 8

9 Anlagen Seite 9

10 Anlage 1 Lage der Aufschlüsse und Schnitte Maßstab 1 : 500 Siehe gesonderter Anhang (Datei: Anlage1.pdf) Seite 10

11 Anlage 2 Geologische Karte Maßstab 1 : Lage des Untersuchungsgebietes Seite 11

12 Legende Geologische Karte Seite 12

13 Anlage 3 Bodenkennwerte der erkundeten Schichten Sande und Kiessande, schluffig schwach schluffig, locker bis mitteldicht gelagert, ab 0,3 m Tiefe bis 4,0 m unter GOK: Der Boden entspricht der Bodenklasse 3-4 (gemäß DIN 18300). Schluffe, tonige Schluffe und sandige Schluffe, mindestens steife Konsistenz ab 0,3 m Tiefe bis 4,0 m unter GOK: Reibungswinkel vertikal horizontal Steife Steife Wichte Kohäsion Mantelreibung γ cal. c cal (Bruchwert) ϕ cal. Es v Es h kn/m³ kn/m² MN/m² MN/m² MN/m² 19,5 32, ,025 Reibungswinkel vertikal horizontal Steife Steife Wichte Kohäsion Mantelreibung γ cal. c cal (Bruchwert) ϕ cal. Es v Es h kn/m³ kn/m² MN/m² MN/m² MN/m² 18, ,020 Der Boden entspricht der Bodenklasse 4-5 (gemäß DIN 18300). Seite 13

14 Anlage 4 Schichtenprofile und Rammdiagramme Maßstab 1 : 500 Seite 14

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20 Anlage 4a Schnitt Nord Süd mit Profilen Maßstab 1 : 250 (Länge) Maßstab 1 : 50 (Höhe) Siehe gesonderter Anhang (Datei: Anlage4a.pdf) Seite 20

21 Anlage 4b Schnitt West Ost mit Profilen und Diagrammen Maßstab 1 : 250 (Länge) Maßstab 1 : 50 (Höhe) Siehe gesonderter Anhang (Datei: Anlage4b.pdf) Seite 21