TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH

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1 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite Koblenz, 03. Juni Pr// (HGVTO1.DOC) - Schutz der Bebauung Viernheim vor hohen Grundwasserständen hier: Bewertung der Problemursache in der Neuzenlache 1 Ausgangssituation Bedingt durch die hydrogeologischen Verhältnisse sind im Bereich der Neuzenlache unterschiedliche Ursachen für Grundwasserprobleme möglich, aus denen wiederum verschiedene Lösungsansätze resultieren (s. Abbildung 1): Fall A: Durchteufen die Keller die Deckschichten, handelt es sich um Grundwasserprobleme (drückendes Grundwasser), die durch technische Maßnahmen zur Grundwasserstandsbegrenzung (z.b. Brunnen) gelöst werden können. Fall B: Durchteufen die Keller die Deckschichten nicht und sind die Deckschichten nur gering wasserdurchlässig und in ausreichender Restmächtigkeit unter der Kellersohle vorhanden, kann es sich um Probleme durch aufstauendes Sickerwasser handeln, die nur durch Objektschutzmaßnahmen lösbar sind (z.b. Einbau einer Ringdränage). Fall C: Auch wenn die Keller die Deckschichten nicht durchteufen ist ggf. eine Vernässung über bestehende Sickerschächte und Leitungen bzw. Leitungstrassen möglich (indirekt drückendes Wasser). Auch diese Probleme können durch eine technische Maßnahme zur Grundwasserstandsbegrenzung gelöst werden, allerdings ist die Abdichtung der Wasserwegsamkeiten (Einbau einer Rückschlagklappe in die Leitung, abschnittsweise Verfüllung der Leitungstrasse mit bindigem Material) kostengünstiger. Drückendes Grundwasser Fall A Aufstauendes Sickerwasser Fall B Gebäude Gebäude max. Wasserstand max. Wasserstand "indirekt" drückendes Grundwasser Fall C Gebäude Bindige Deckschicht Grundwasserleiter ehem. Ableitung mit Sickerschacht Baugrubenverfüllung max. Wasserstand Abbildung 1: Mögliche Ursachen für Vernässungsprobleme im Bereich der Neuzenlache Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

2 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite 2 Der Anschluss der Neuzenlache an ein Wasserfassungssystem für den Bereich der geschlossenen Bebauung ist insbesondere aufgrund der erforderlichen Ableitung mit erheblichen objektbezogenen Kosten verbunden. Bei einer größeren Anzahl von Objekten wird vermutet, dass eine Problemlösung auch kostengünstiger ohne Eingriff in den Wasserhaushalt erreicht werden kann. Um die Schadensursache und damit mögliche Lösungsansätze grob einzugrenzen, sind deshalb, außer der Kellerausbildung und Kellersohle, insbesondere Informationen zur Mächtigkeit und Ausbildung der Deckschicht im Bereich der Neuzenlache erforderlich. 2 Durchgeführte Erkundungen und verwendete Eingangsdaten 2.1 Untergrundaufbau und hydraulische Eigenschaften Im Bereich der Neuzenlache wurden 6 Sondierungen zur Erkundung des oberflächennahen Untergrundaufbaus niedergebracht (Lage s. Abbildung 2, Untergrundaufbau s. Anlagen 1.1 bis 1.7). Zusammen mit dem bereits vorliegenden Aufschluss B1 wird der gesamte bebaute Bereich der Neuzenlache abgedeckt. Ausbildung, Mächtigkeit und Basis der Deckschichten sind kleinräumig unterschiedlich, wesentliche Kenngrößen sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Unterkante Deckschicht: 94,5 mnn Mächtigkeit: 3,5 m Ausbildung: Wechsellagen aus Schluff und Feinsand, teilweise leicht tonig Unterkante Deckschicht: 93,6 mnn Mächtigkeit: 4,3 m Ausbildung: Schluff, tonig, feinsandig Unterkante Deckschicht: 93,4 mnn Mächtigkeit: 2,6 m Ausbildung: Schluff, tonig mit z.t. torfigen Bestandteilen Unterkante Deckschicht: 95,3 mnn Mächtigkeit: 2,6 m Ausbildung: Schluff, tonig, teilweise feinsandig Unterkante Deckschicht: 94,1 mnn Mächtigkeit: 2,4 m Ausbildung: Schluff, tonig mit wechselnden Feinsandanteilen Unterkante Deckschicht: 94,0 mnn Mächtigkeit: 3,5 m Ausbildung: Schluff, tonig, teilweise feinsandig Unterkante Deckschicht: 93,1 mnn Mächtigkeit: 2,5 m Ausbildung: Schluff, tonig mit z. T. torfigen und feinsandigen Anteilen Abbildung 2: Lageplan Erkundungsmaßnahmen Untergrundaufbau mit angetroffener Basis und Mächtigkeit der Deckschichten Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

3 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite 3 Bei den Sondierungen wurden aus jeder Bodenschicht Materialproben entnommen, für einen charakteristischen Bereich der Deckschicht wurden Kornverteilungskurven nach DIN (Siebung, komb. Sieb-Schlämmanalyse bzw. Sedimentation, s. Anlage 1.8 bis 1.13) bestimmt. Anhand der ermittelten Kornverteilung wurde die hydraulische Durchlässigkeit abgeschätzt (Abbildung 3). Mit Ausnahme der Sondierung S4 ist die hydraulische Durchlässigkeit der Deckschicht kleiner 1*10-8 m/s. Aufgrund von Wechsellagerungen innerhalb der Deckschicht dürfte die Durchlässigkeit über die Teufe in einzelnen Bereichen unterschiedlich sein (z.b. Sondierung S1, hier besteht die untere Hälfte der Deckschicht aus schluffigem Feinsand, während oberhalb Schluffe lagern). Abbildung 3: Kornverteilungskurven und Zuordnung der hydraulischen Durchlässigkeit der Deckschichten Tabelle 1: GOK [mnn] Ergebnisse der durchgeführten Sondierungen Tiefe [m] Aufschluss Deckschichtmächtigkeit [m] Unterkante Deckschicht [mnn] Teufenbereich für Laborversuch [m unter GOK] Hydraulische Durchlässigkeit [m/s] S < 10-8 S < 10-8 S < 10-8 S *10-5 S < 10-8 S < 10-8 B Kellersohlen Auftraggeberseitig wurde die Differenz zwischen Straßenniveau und Kellerfußbodenhöhe soweit verfügbar aus vorhandenen Unterlagen abgeschätzt. Basierend auf der verwendeten Stichprobe (9 Häuser) Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

4 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite 4 liegt die typische Kellerfußbodenhöhe zwischen 1,5 und 2,5 m unter der Geländeoberkante, der Median liegt bei rd. 2 m. Unter Ansatz einer Fundamentmächtigkeit von 0,25 m liegen typische Bauwerkstiefen zwischen 1,75 und 2,75 m unter Geländeoberkante. Für diese beiden Werte wird im Folgenden untersucht, ob die Deckschichten vom Bauwerk durchteuft werden. Unsicherheiten, die aus der tatsächlichen Baugrubentiefe (insbesondere abhängig von der Gründungsart) sowie kleineren bzw. größeren Bauwerksteufen resultieren, können nur durch detaillierte Aufnahmen vor Ort geklärt werden und werden im Folgenden vernachlässigt. 2.3 Geländehöhen Die Geländehöhen wurden aus den Kanalplänen sowie den Vermessungsergebnissen der Sondieransatzpunkte übernommen. Sie liegen zwischen 98,0 mnn im Bereich der Höhenlage und 95,5 mnn im Mäanderinnenfeld der Neuzenlache (Abbildung 4). Abbildung 4: Geländehöhe im Bereich Neuzenlache Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

5 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite Maximale Grundwasserstände im Frühjahr 2003 Die maximalen Grundwasserstände bzw. der maximale Druck unterhalb der Deckschicht lag im Frühjahr 2003 im Bereich der Neuzenlache bei rd 95,5 mnn. Das entspricht im Mäanderinnenfeld etwa der Geländehöhe, im Bereich der Höhenlage lag der Grundwasserstand etwa 2 bis 2,5 m unter Geländeoberkante. 3 Auswertung 3.1 Verschneidung Bauwerks-/Deckschichtunterkante Die Verschneidung der Bauwerksunterkanten (Geländeoberkante abzgl. 1,75 bzw. 2,75 m) mit der Deckschichtunterkante zeigt Abbildung 5. Farblich eingefärbt ist die Restmächtigkeit der Deckschicht unterhalb der Bauwerksunterkanten. Ist diese kleiner Null (orange eingefärbt), durchteufen die Keller die Deckschicht; ist diese größer Null, ist unterhalb der Bauwerkssohle noch ein Rest der Deckschicht vorhanden. Abbildung 5: Verschneidung Bauwerks-/Deckschichtunterkante Wird eine Bauwerkstiefe von 1,75 m zugrunde gelegt, so ist die resultierende Restmächtigkeit der Deckschicht unterhalb der Bauwerkssohle fast flächendeckend größer als 0,5 m, in weiten Teilen auch größer als 1 m. Probleme durch direkt drückendes Grundwasser (Fall A) sind demnach bei dieser Einbindetiefe der Keller relativ unwahrscheinlich. Bei einer Bauwerkstiefe von 2,75 m ist die resultierende Restmächtigkeit der Deckschicht unterhalb der Bauwerkssohle fast flächendeckend kleiner als 0,5 m, in weiten Teilen durchteufen die Bauwerke die Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

6 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite 6 gesamte Deckschicht. Probleme durch direkt drückendes Grundwasser (Fall A) sind demnach bei dieser Einbindetiefe der Keller die wesentliche Problemursache. 3.2 Verschneidung Bauwerksunterkante/Grundwasserhochstand Frühjahr 2003 Wie bereits erläutert lagen die Grundwasserhochstände im Frühjahr 2003 im Bereich der Hochlage zwischen 2 und 2,5 m unter der Geländeoberkante. Vernässungsprobleme durch drückendes oder indirekt drückendes Grundwasser (Fall A oder C) konnten im Frühjahr 2003 dort folglich nur dann auftreten, wenn die Bauwerksunterkante tiefer als 2 bis 2,5 m unter Gelände liegt. Objekte mit höherliegenden Bauwerksunterkanten, bei denen im Frühjahr 2003 Vernässungen beobachtet wurden, sind dem Fall B (aufstauendes Sickerwasser) zuzuordnen. Im Niederungsbereich der Neuzenlache lag der Grundwasserstand (bzw. druck) praktisch auf Geländeniveau, dementsprechend ist hier keine einfache Bewertung allein aus der Kellertiefe möglich. 4 Zusammenfassung Die im Rahmen der Machbarkeitsstudie basierend auf dem Aufschluss B1 getroffene Aussage einer größeren Deckschichtmächtigkeit im Bereich der Neuzenlache wird durch die weitergehende Erkundung bestätigt. An drei von vier Aufschlüssen im Bereich der höher gelegenen Straße ist die Deckschichtmächtigkeit größer als 3,5 m. Die Ausbildung der Deckschicht ist überwiegend schluffig bis tonig, die Durchlässigkeiten sind sehr gering (überwiegend kleiner 1*10-9 m/s). In Teilbereichen können innerhalb der Deckschichten allerdings schluffige Sande vorliegen, die deutlich durchlässiger sind. Insbesondere bei Kellern mit geringen Einbindetiefen ist Fall A (direkt drückendes Grundwasser) als Problemursache unwahrscheinlich. Je nach Lage des Objektes innerhalb der Bebauung liegt die Baugrubensohle noch oberhalb der maximalen Grundwasserstände im Frühjahr 2003 bzw. die Restmächtigkeit der Deckschicht unter der Baugrubensohle kann als Abdichtung gegen den Druck im Grundwasserleiter wirken. Auch bei höheren Grundwasserständen als im Frühjahr 2003 sind Probleme durch Fall A unwahrscheinlich. Mögliche Problemursachen sind dementsprechend Fall B und je nach Sohlniveau auch Fall C. Bei Baugrubensohlen unterhalb von 95,5 mnn sind die Fälle A, B und C als Problemursachen möglich, da die Objekte tiefer als der maximale Grundwasserstand liegen. Je nach Tiefe der Baugrubensohle besteht die Möglichkeit einer als Abdichtung wirkenden Restdeckschicht (Fall B oder C). Liegt die Kellersohle dagegen weniger als 0,5 bis 1 m über der Deckschichtunterkante, nimmt die Wahrscheinlichkeit von Vernässungsproblemen durch Fall A (direkt drückendes Grundwasser) zu. Neben der Höhenlage der Kellersohle ist dabei auch die bauliche Ausbildung (z.b. wasserdichte weiße Wanne) entscheidend für die Bewertung Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass vermutlich bei einer größeren Zahl von Objekten im Bereich der Neuzenlache keine Vernässung durch direkt drückendes Grundwasser (Fall A) möglich ist. Diese Aussage gilt auch für den Fall, dass die Grundwasserstände noch über den Hochstand vom Frühjahr 2003 steigen sollten. Diese Häuser können, sofern Vernässungsprobleme auftreten, durch bauliche Maßnahmen (Ringdrainage, Abdichtung von Leitungstrassen, Rückschlagklappen in Leitungen) geschützt werden. Bauliche Maßnahmen sind aus wasserwirtschaftlicher Sicht einem Fassungssystem vorzuziehen, da kein Eingriff in den Wasserhaushalt erfolgt. Zudem dürften die objektbezogenen Kosten deutlich unter den Kosten für ein Wasserfassungssystem liegen (rd /- 25 %). Nur bei sehr tiefen Baugruben ist Fall A als Problemursache möglich. Die Anzahl dieser Objekte ist derzeit nicht bekannt. Geht man von 10 bis 20 Objekten aus, so ergeben sich pro Objekt Kosten von bis für die Einrichtung eines Wasserfassungssystems. Auch hier dürften Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

7 TECHNOLOGIEBERATUNG GRUNDWASSER UND UMWELT GMBH Seite 7 Objektschutzmaßnahmen den kostengünstigeren und zudem wasserwirtschaftlich sinnvolleren Lösungsansatz darstellen. Zur objektbezogenen Bewertung der Schadensursache im Frühjahr 2003 bzw. des möglichen Gefährdungspotenzials bei höheren Grundwasserständen sind folgende Daten erforderlich: Einmessung der Kellersohlhöhe bauliche Ausbildung des Kellers (z.b. Weiße Wanne) und sofern bekannt der Baugrubensohle Zeitpunkt bekannter Vernässungsprobleme und Schadensbild Ggf. Aufnahme der Höhenlage von Leitungstrassen Bei unklaren Fällen ggf. Durchführung ergänzender Sondierungen Die Bewertung der individuellen Schadensursache kann durch ein spezialisiertes Büro erfolgen, selbstverständlich stehen wir interessierten Hausbesitzern gerne zur Verfügung Koblenz, 03. Juni 2004 Technologieberatung Grundwasser und Umwelt GmbH i.a. Dr.-Ing. C. Schöpfer Dr.-Ing. M. Probst Hauptsitz Maria Trost 3, Koblenz Tel.: 0261 / Fax 0261 / Industriegebiet Alzenau-Süd E4, Alzenau Tel.: / Fax / Talhausstraße 4, Hockenheim Tel.: / Fax / info@tgu-online.de Internet

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