Mannheim, Benjamin-Franklin- Village - Offizierssiedlung "Grant-Circle"

Transkript

1 Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH Mannheim, Benjamin-Franklin- Village - Offizierssiedlung "Grant-Circle" - Versickerungsversuche - Projekt-Nr.: Bericht-Nr.: 03 Erstellt im Auftrag von: Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH Bismarckstraße Greven Dipl.-Ing. Carsten Zerfaß B. Eng. Viktor Quint CDM Smith Consult GmbH Neue Bergstraße Alsbach tel: fax: rhein-main@cdmsmith.com cdmsmith.com Bankverbindungen: Sparkasse Darmstadt IBAN DE BIC (Swift) HELADEF1DAS UniCredit Bank Frankfurt IBAN DE BIC (Swift) HYVEDEMM487 Commerzbank Bochum IBAN DE BIC (Swift) COBADEFF430 Niederlassung: Rhein-Main, eingetragen unter HRB AG Bochum Geschäftsführung: Harald Full (Vorsitz) Hans Martin Gaus Dr. Wolfgang Ropella R:\Germany\Offices\Mannheim\Projects\ \108602\400 Arbeitsergebnisse\Ber. 03 Versickerung\be _be03_Benjamin-Franklin-Village_Versickerung.docx

2 INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 VERANLASSUNG UNTERLAGEN DURCHGEFÜHRTE UNTERSUCHUNGEN BAUGRUND UND GRUNDWASSER ERGEBNISSE DER VERSICKERUNGSVERSUCHE BEWERTUNG... 7 ABBILDUNGSVERZEICHNIS Seite Abbildung 1.1 Luftbildauszug Offizierssiedlung (Quelle: Google Earth)... 3 TABELLENVERZEICHNIS Seite Tabelle 5.1: Ermittelte Durchlässigkeitsbeiwerte k f der Kiese und Sande (Schicht 3)... 6 ANLAGENVERZEICHNIS Anlage 1 Anlage 2 Anlage 2.1 Anlage 2.2 Anlage 3 Anlage 3.1 Anlage 3.2 Lageplan Einzelblattdarstellung Bohrsondierungen Bohrsondierung BS1 Bohrsondierung BS2 Versickerungsversuche Versickerungsversuch V1 Versickerungsversuch V2 Proj.-Nr , Bericht-Nr. 03: Benjamin-Franklin-Village, Grant-Circle, Mannheim, be _be03_benjamin-franklin-village_versickerung.docx Seite 2/7

3 1 VERANLASSUNG Die Offizierssiedlung ( Grant-Circle ) befindet sich im nördlichen Bereich der Benjamin-Franklin- Village, Mannheim. Die Liegenschaft befindet sich im Stadtteil Mannheim-Käfertal am nordöstlichen Stadtrand der Stadt Mannheim, unmittelbar in der Nähe des Käfertaler Friedhofes. Um Aussagen zur Untergrundbeschaffenheit für die weitere Planung treffen zu können wurde im Auftrag der Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH von der CDM Smith Consult GmbH (CDM Smith) am ein Geotechnischen Bericht [U1] erstellt. Die CDM Smith Consult GmbH, Mannheim, wurde nunmehr von der Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH beauftragt, die Versickerungsfähigkeit der anstehenden Böden, in zwei von der Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH vorgegebenen Bereichen (siehe [U2] sowie Anlage 1), anhand von Versickerungsversuchen zu ermitteln. Im vorliegenden Bericht werden die Versuchsergebnisse dokumentiert und bewertet. Abbildung 1.1 Luftbildauszug Offizierssiedlung (Quelle: Google Earth) Offizierssiedlung Grant-Circle Proj.-Nr , Bericht-Nr. 03: Benjamin-Franklin-Village, Grant-Circle, Mannheim, be _be03_benjamin-franklin-village_versickerung.docx Seite 3/7

4 2 UNTERLAGEN [U1] [U2] [U3] CDM Smith Consult GmbH, Mannheim: Geotechnischer Untersuchungsbericht, Benjamin-Franklin-Village Offizierssiedlung Grant-Circle, Mannheim, Bericht 02 vom Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH, Greven: Lageplan mit Eintragung der Untersuchungsbereiche, o.m., vorgelegt per Mail am Consulting-Engineers-Göttig, MA, Wasserwerkstr. Kampfmitteldetektierung, Pr.-Nr , Schreiben vom [U4] Earth Manual, Denver, 1960: Field Permeability Tests in Boreholes, US Department of Interior Bureau of Reclamation [U5] [U6] Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v., Hennef: Arbeitsblatt DWA-A 138; Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser, Januar 2005 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v., Hennef: ATV- DVWK Regelwerk ATV-DVWK-M 153, Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Regenwasser, August 2007 Proj.-Nr , Bericht-Nr. 03: Benjamin-Franklin-Village, Grant-Circle, Mannheim, be _be03_benjamin-franklin-village_versickerung.docx Seite 4/7

5 3 DURCHGEFÜHRTE UNTERSUCHUNGEN Zur Untersuchung der Wasserdurchlässigkeit der anstehenden Böden wurden durch CDM Smith am zwei Bohrsondierungen BS 1 (V1) und BS 2 (V2), jeweils bis in eine Tiefe von 3,0 m unter Gelände abgeteuft. In die Sondierlöcher wurde temporär Pegelrohre eingestellt, in denen jeweils ein Versickerungsversuch (V1 und V2) durchgeführt wurde. Die Lage der Untersuchungsstellen wurde vom AG vorgegeben [U2]. Von einem Vorhandensein von Kampfmitteln im Untergrund muss ausgegangen werden. Aufgrund dessen wurden die Ansatzpunkte für die Bohrsondierungen vom Büro CEG Consulting- Engineers-Göttig, Worms, auf Kampfmittel untersucht und freigegeben [U3]. Die Lage der Bohransatzpunkte/Versickerungsversuche sind der Anlage 1 zu entnehmen und die erkundeten Bodenprofile sind in der Anlage 2 dargestellt. Aus den Bohrsondierungen wurden insgesamt 7 gestörte Bodenproben (in den zeichnerischen Darstellungen mit GP bezeichnet) gemäß DIN 4021 entnommen. Zusätzlich wurden zwei Asphaltproben in Braungläsern (in den zeichnerischen Darstellungen mit GL bezeichnet) für umwelttechnische Untersuchungen entnommen. Die Bodenproben wurden in das geotechnische Labor der CDM Smith zur visuellen Bodenansprache und im Bedarfsfall zur Durchführung von Laborversuchen eingeliefert. 4 BAUGRUND UND GRUNDWASSER Die Baugrund- und Grundwasserverhältnisse im Projektgebiet sind in [U1] detailliert beschrieben. Demnach wurden in allen Bohrsondierungen Auffüllungen mit Mächtigkeiten von ca. 0,5 m bis 1,2 m festgestellt. Sie werden im Wesentlichen aus schluffigen Sanden und sandigen Schluffen mit wechselnden kiesigen Anteilen gebildet. Darunter schließen bis in 1,8 m unter GOK bzw. 2,3 m unter GOK verlehmte Sande an, die bodenmechanisch als braune Sande mit schluffigen bis stark schluffigen Anteilen beschrieben werden. Darunter befinden sich bis zur Endteufe von ca. 6 m unter GOK Sande und Kiese der Neckarterrassen. Dabei handelt es sich um Fein- bis Mittelsande mit lokal schwach kiesigen Anteilen, die ab ca. 4,4 m unter GOK von Kiessanden unterlagert werden. Die Kiessande werden bodenmechanisch als stark kiesiger Sand mit Übergängen zu sandigem Kies beschrieben. In den aktuell für die Versickerungsversuche durchgeführten Bohrsondierungen (BS 1 und BS 2) wurden die o.g. Auffüllungen bis in Tiefen von 0,4 m bzw. 1,3 m angetroffen. Darunter folgen schluffige Sande bis 0,5 m bzw. 1,4 m Tiefe. Bis zu den Endteufen von 3 m unter GOK stehen Sande an, die als Mittel- bis Feinsande angesprochen wurden. Grund- bzw. Schichtwasser wurde weder bei der Bohrkampagne in [U1] noch in den aktuellen Sondierungen angetroffen. Auch das geförderte Bohrgut ergab keine Hinweise auf Grundwasser Proj.-Nr , Bericht-Nr. 03: Benjamin-Franklin-Village, Grant-Circle, Mannheim, be _be03_benjamin-franklin-village_versickerung.docx Seite 5/7

6 und wurde als erdfeucht angesprochen. Die Baugrundschichtung in den Bohrsondierungen BS 1 und BS 2 ist im Detail in den Bodenprofilen der Anlage 2 dargestellt. 5 ERGEBNISSE DER VERSICKERUNGSVERSUCHE In den Sondierlöchern der Bohrsondierungen BS 1 (V1) und BS 2 (V2) wurden Versickerungsversuche (V1 und V2) mit bis zu jeweils fünf Einzelversuchen durchgeführt. Die Versickerungsversuche wurden im Filterrohr in der Tiefe von 2,0 m bis 3,0 m in der Schicht 3 (Kiese und Sande) durchgeführt. In das Rohr wurde eine definierte Wassermenge eingefüllt und danach die Absenkung des Wasserspiegels im Rohr in Abhängigkeit von der Zeit beobachtet. Die Auswertung erfolgte in Anlehnung an [U4] und [U5]. Demnach wird der Wasserdurchlässigkeitsbeiwert mit den nachfolgenden Formeln berechnet: Filterrohr k = (Q / hm) x [ln (L / r) / (2 x x L)] Dabei bedeuten: k = Durchlässigkeitsbeiwert [m/s] (im Versuch bzw. Systemdurchlässigkeit) Q = Wassermenge [m³/s] h m = mittlere Höhe des Wasserspiegels [m] r = Radius des Rohres [m]] L = Länge des Filterrohres [m] Die Versuchsauswertung enthält die Anlage 3. Dargestellt ist jeweils der sich in Abhängigkeit von der Versuchsdauer entwickelnde Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k fu. Bei der Auswertung der Feldversuche ist gemäß [U5] der ermittelte Durchlässigkeitsbeiwert mit dem Faktor 2 zu multiplizieren. Damit wird berücksichtigt, dass in der ungesättigten Bodenzone ein ungefähr um den Faktor 2 kleinerer vertikaler Durchlässigkeitsbeiwert als bei voller Wassersättigung ermittelt wird, da mit den vergleichsweise geringeren eingefüllten Wassermengen eine vollständige Wassersättigung des Bodens nicht erreicht wird. Der Korrekturfaktor wurde im vorliegenden Fall bereits bei der Ermittlung einbezogen. Die so ermittelten Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte k f sind in Tabelle 5.1 zusammengestellt. Tabelle 5.1: Ermittelte Durchlässigkeitsbeiwerte k f der Kiese und Sande (Schicht 3) Versuch Nr. Tiefe [m] Durchlässigkeitsbeiwert [m/s] Anlage Nr. V 1 (BS 1) 3,0 3 x 10-4 Anlage 3.1 V 2 (BS 2) 3,0 2 x 10-4 Anlage 3.2 Proj.-Nr , Bericht-Nr. 03: Benjamin-Franklin-Village, Grant-Circle, Mannheim, be _be03_benjamin-franklin-village_versickerung.docx Seite 6/7

7 6 BEWERTUNG Gemäß [U1] wurden für den örtlich anstehenden Baugrund die Durchlässigkeitsbeiwerte k f in den nachfolgenden Bandbreiten abgeschätzt: Schicht 1 (Auffüllung): Schicht 2 (verlehmte Sande): Schicht 3 (Kiese und Sande): k f = m/s k f = m/s k f = m/s Gemäß [U5] kann eine Versickerung für wirtschaftlich und sinnvoll erachtet werden, wenn die Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte im Bereich von k = 1 x 10-6 m/s bis 1 x 10-3 m/s liegen. Für die zwei durchgeführten Versuche V1 und V2 ist dies gegeben. In den untersuchten Bereichen wird für die Bemessung der Versickerungsanlagen der Ansatz eines Wasserdurchlässigkeitsbeiwertes (Bemessungs k f-wert) von k f = 1 x 10-4 m/s empfohlen. Die Auffüllungen der Schicht 1 und die verlehmten Sande der Schicht 2 sollten nicht zur Versickerung von Oberflächenwässern herangezogen werden und sind dementsprechend auszutauschen oder durch bauliche Maßnahmen zu überbrücken. Es wird empfohlen, im Bereich von geplanten Versickerungseinrichtungen weiterführende Erkundungen durchzuführen. Die für die Versickerung maßgebenden Bemessungswerte sind ggf. nach Vorliegen weiterer Ergebnisse fortzuschreiben. Die Versickerungsanlagen sind im Einzelnen detailliert zu dimensionieren und zu planen. Dabei sind insbesondere die Regelwerke DWA-A 138 [U5] und ATV-DVWK-M 153 [U6] zu beachten. Für die Versickerung von Niederschlagswasser ist die Genehmigung der zuständigen Behörde zu erwirken. Die Sohlen der Versickerungsanlagen bzw. des Aushubs für den Bodenaustausch sind vom geotechnischen Sachverständigen auf ausreichende Durchlässigkeit zu prüfen und abzunehmen. Hierzu ist eine Begehung der Sohlen erforderlich. CDM Smith Consult GmbH erstellt: Dipl.-Ing. C. Zerfaß B. Eng. V. Quint Proj.-Nr , Bericht-Nr. 03: Benjamin-Franklin-Village, Grant-Circle, Mannheim, be _be03_benjamin-franklin-village_versickerung.docx Seite 7/7

8 Mannheim Benjamin-Franklin-Village, Offizierssiedlung Plotdatum: :58:25 zuletzt Bearbeitet: :55:27'R:\Germany\Projects\ \108602\500 CAD\Bericht 03\108602_ber03_anlagen.dwg'(anl_1) BS 1 / V1 BS 2 / V2 Projekt-Nr. Legende: BS / V = Bohrsondierung und Versickerungsversuch Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH Mannheim, Benjamin-Franklin-Village, Offizierssiedlung Bericht-Nr. 03 Datum Anlage-Nr. 10/2015 Lageplan - Sachbearb. qnt 1

9 m u. GOK BS 1 0,0 GL1; 0,00-0,03 0,00 0,10 A+S, u 0,10 0,40 A+G, s GP1; 0,10-0,40 GP2; 0,40-0,50 0,40 0,50 0,50 S, u 2,00 ms+gs 1,0 2,0 GP3; 0,50-2,00 2,00 3,00 ms+fs Plotdatum: :18:04 zuletzt Bearbeitet: :58:52'R:\Germany\Projects\ \108602\500 CAD\Bericht 03\108602_ber03_anlagen.dwg'(anl_2.1) 3,0 GP4; 2,00-3,00 Filterstrecke: 2,00-3,00 3,00 Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH Mannheim, Benjamin-Franklin-Village, Offizierssiedlung Bohrprofil BS1 / V1 Projekt-Nr Bericht-Nr. 03 Maßstab 1:20 Datum 10/2015 Sachbearb. qnt Anlage-Nr. 2.1

10 m u. GOK BS2 0,0 GL1; 0,00-0,03 0,00 0,10 A+S, u 0,10 1,30 A+S, g, u' 1,0 GP1; 0,10-1,30 GP2; 1,30-1,40 1,30 1,40 1,40 S, u 3,00 ms+fs Plotdatum: :00:30 zuletzt Bearbeitet: :19:22'R:\Germany\Offices\Mannheim\Projects\ \108602\500 CAD\Bericht 03\108602_ber03_anlagen.dwg'(anl_2.2) 2,0 3,0 GP3; 1,40-3,00 Filterstrecke: 2,00-3,00 3,00 Ihr Haus Sahle Massivbau GmbH Mannheim, Benjamin-Franklin-Village, Offizierssiedlung Bohrprofil BS2 / V2 Projekt-Nr Bericht-Nr. 03 Maßstab 1:20 Datum 10/2015 Sachbearb. qnt Anlage-Nr. 2.2

11 1,0E-03 Versickerungsversuch V 1, Schicht 3 (Sande und Kiese) V1-2 V1-3 V1-4 V1-5 V1-6 k-wert [m/s] 1,0E-04 1,0E Zeit t [s] Mannheim, Benjamin-Franklin-Village - Offiziersiedlung "Grant-Circle" Anlage 3.1

12 1,0E-03 Versickerungsversuch V 2, Schicht 3 (Sande und Kiese) V2-1 V2-2 V2-3 V2-4 V2-5 k-wert [m/s] 1,0E-04 1,0E Zeit t [s] Mannheim, Benjamin-Franklin-Village - Offiziersiedlung "Grand-Circle" Anlage 3.2