Post on 30-Jul-2022
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
umweltamt@offenbach.de
Heike Hollerbach
Sergej Justus
Kathrin Schmollinger
Setzungsrisse an Bauwerken
UPB-Ausschuss am 21.03.2019
Amt für Umwelt, Energie und Klimaschutz
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Rissbildungen an Bauwerken haben verschiedene Ursachen, meist ist es die
Summe vieler Faktoren.
Bei Setzungsrissen werden die Änderungen im Bauteil durch Änderungen im
Baugrund hervorgerufen.
Dazu gehören zum Beispiel
• lastbedingte Setzungen,
• lastunabhängige Setzungen,
• hohlraumbedingte Setzungen,
• Hebungen infolge von Baugrundentlastungen oder Erschütterungen,
• Setzungen aufgrund von dauerhaften Drainagen oder temporären
Grundwasserabsenkungen
Ausgangslage
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Bericht des HLNUG
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Bericht des HLNUG
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Projekt-Initiative (HLNUG W4/FZK): Auswirkungen des Klimawandels auf das Grundwasser und die Wasserversorgung in Hessen
Bericht des HLNUG
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Derzeitige Situation
Die Grundwasserstände sind noch immer sehr niedrig.
Niederschlagsmenge zwischen Juni bis August 2018 liegt bei 68,7 Liter pro m²
und somit 65 % weniger als im Jahresdurchschnitt
Jahrhundertsommer! ►Alter der Bebauung spielt keine Rolle.
Folge: Trockenfallen des Grundwasserleiters in Entstehungsgebieten
/ höherliegenden Mainterrassen.
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Ingenieurgeologische Rahmenbedingungen in OF
Die Untersuchungen an den Offenbacher Tonen (Rupelton) haben gezeigt,
dass eine lineare Schrumpfung von 0,35 bis 0,95 % bei Wasserentzug
(Abnahme um 1 %) gegeben ist.
• Bei tiefen Baugruben im Ton ist mit erheblichen Hebungen der
Baugrubensohle zu rechnen.
• Hochbelastete Plattengründungen im Ton reagieren sehr empfindlich auf
exzentrische Belastung (ungleiche Setzungen).
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Ingenieurgeologische Rahmenbedingungen
Der Zusammenhang zwischen Totwasser und dem Tongehalt:
• Abweichungen durch Struktur und Aufbau
der Tonmineralien bedingt.
• Je mehr Feinanteile im Boden (< 0,2 mm),
desto weniger pflanzenverfügbares Wasser
• Restgehalt = Totwasser
• Natürliche Wassergehalte zwischen 18 und
41 Prozent, Totwassergehalte entsprechend.
• Innerhalb der Gründungsebene ist durch
Wasserdampfdiffusion mit höherer
Austrocknung zu rechnen (geringster
Widerstand durch Unterkellerung).
• Temperatureinfluss ►Böden trocknen bis in
eine Tiefe von 5 m aus.
• Bereiche sind extrem versiegelt, kaum
Flächen für die Grundwasserneubildung
übrig!
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Bodentemperatur
Schluffige Tone sind den
natürlichen Schwankungen der
klimatischen Randbedingungen
ausgesetzt.
Austrocknung durch
langanhaltende Hitzeperiode
innerhalb der Gründungsebene.
Verstärkte Diffusion durch die
Unterkellerung!
106 Tage > 25 °C
40 Tage > 30 °C
Kraftstraße, blau = Flächen mit Bodenanschluss
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Grundwasserneubildungsrate
Hoher Versiegelungsgrad
und Ableitung des
Niederschlagswassers in
die Schmutzkanalisation.
Mögliche Ableitung des
Grundwassers durch
Drainagen und undichte
Kanäle / Zuleitungen.
Abwärme durch
Infrastruktur und
unterkellerte Gebäude.
Kraftstraße: Blau = Flächen mit Bodenanschluss / Versickerungsmöglichkeit
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Geologische Verhältnisse
Grobe Grenzen für
setzungs-empfindliche
Bereiche!
Die Darstellung ist nicht
abschließend.
Im Raum Bieber viele
lokale Besonderheiten!
Auffällige Korrelation
Tonschichten und
Bauwerkssetzungen…
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Baumphysiologie – Wurzelverhalten und Wasserentzug
• Wurzeln nehmen den Weg des geringsten Widerstands!
• Wurzeln brauchen Wasser UND Sauerstoff!
► Bindige Böden, insb. Tone, können allenfalls in den
Randbereichen durchwurzelt werden.
► Beachte! auch Pfahlwurzler haben flachen Wurzelballen im Ton.
Z.B. Steileiche: normal bis zu 2 m Tiefe, auf Ton bis zu 1,4 m Tiefe !.
• Wasser kann nur bis zum Totwassergehalt entzogen werden:
► Totwassergehalt = Restwassergehalt, das durch starke molekulare
Anziehungskräfte in den Poren gehalten wird und damit nicht mehr
pflanzenverfügbar ist (die Saugkraft der Wurzel ist zu gering).
► Erreichen des Totwassergehalts = „permanenter Welkepunkt“.
• Wurzelwerk hält Regenwasser im Boden gegen die Schwerkraft zurück!
• Bäume kühlen ihren Standort durch Beschattung, in der Regel bleiben
Wassergehalte unterhalb des Baumes dadurch stabil!
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Baumphysiologie – Strategien gegen Hitze und Trockenheit
• Saugkraft der Bäume entsteht durch
Verdunstung über das Laub!
• Leitungsbahnen des Baumes (unter der
Borke) beinhalten permanenten,
dynamischen Wasserfilm („Wasserfaden“)!
• Verdunstung erfolgt über die Blattmasse,
viele Blätter entziehen mehr Wasser dem
Boden!
• Wenig Wasser im Boden = nahe
Totwassergehalt!
• Laubabwurf
= wenig Verdunstung= wenig
Saugkraft!
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Weitere Schritte • Experten-AG der Stadt, Dez.,
Amt 60, Amt 33, ESO
• Weitere Untersuchungen
• Gutachtenbeauftragung
• Saisonale Beurteilung
• Datensammlung und –
auswertung,
• Zusammenarbeit mit HLNUG,
• Zusammenarbeit mit den
Gremien z.B. Naturschutzbeirat,
• Gespräch mit Hausbesitzern auf
Einladung des Dezernenten
• Expertengespräch mit
Fachreferenten anderer Institute
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• Fachbeurteilung immer standortspezifisch!
• Beurteilt wird:
• Bodenart, Bodenverhältnisse in Baum- u.
Gebäudenähe
• Bodenschichtung
• Wasserbindungskapazität
• Totwassergehalte
• Grundwasserabsenkung
• Beurteilung Erhitzung des Bodenkörpers
• Hohlräume
• Rammkernsondierungen ( an versch. Stellen)
• Proben in Baumnähe, im vollversiegelten
Bereich, unter betroffenen Gebäuden.
• Untersuchung der Bodenproben auf Organik,
Berechnung „Streifenmodul“ (Rückschlüsse
auf Setzungsverhalten )
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Amt für Umwelt, Energie u. Klimaschutz
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Amtsleitung Heike Hollerbach
Bodenschutz – S. Justus,
Naturschutz- K. Schmollinger