060402 HWS Thannhausen · Quartär, der jüngsten erdgeschichtlichen Epoche. In dieser Zeit...

Wasserwirtschaftsamt

Donauwörth

HOCHWASSERSCHUTZ THANNHAUSEN

Anlage 7.2 : Geotechnische Untersuchung

Wasserwirtschaftsamt Donauwörth

Donauwörth, den 04.02.2011

Schilling, Ltd. Baudirektor

Aufgestellt:

RMD-Consult GmbH

München, den 01.02.2011

Dr.-Ing. C. Göhl

RMD-Consult GmbH Blutenburgstraße 20

80636 München Telefon (089) 9 92 22- 402

Fax (089) 9 92 22- 409

Projekt Nr. 540237

01.02.2011

Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH

Dr. Ebel & Co., St.-Ulrich-Straße 21, 88410 Bad Wurzach

Geschäftsführer: Zweigstelle Bayern: Bankverbindung: Sitz: Bad Wurzach – Arnach Dipl.-Geol. Norbert Dostler Leiterberg 2 1/2 Volksbank Biberach eG Gerichtsstand: Leutkirch i. A. Dr.-Ing. Olaf Düser 87488 Betzigau BLZ 654 901 30, Handelsregister: HRB 617-L Dipl.-Geol. Peter Lath Tel. 08304 / 9298-26 Kontonummer 142 846 007 Steuernummer: 91060/31136 Dipl.-Ing. Stefan Niefer Fax. 08304 / 9298-36 Dr. rer. nat. Michael Strohmenger

Geotechnik Baugrunduntersuchungen Erdstatik

Gründungsberatung Hydrogeologie Steine-Erden

Telefon 07564 /94897-10 Telefax 07564 /94897-99

eMail [email protected]

Geotechnisches Gutachten

Gew. I Mindel Hochwasserschutz Thannhausen

bearbeitet im Auftrag der

RMD-Consult GmbH Wasserbau und Energie

Blutenburgstraße 20 80636 München

Bad Wurzach, den 24.05.2006

Projektnummer: 060402

Gew. I Mindel, HWS Thannhausen Geotechnisches Gutachten vom 24.05.2006 Projekt Nr. 060402 Seite 2

Inhalt

1 Vorgang und Veranlassung

2 Geographische, geomorphologische und geologische Situation, Schichtenfolge

3 Geotechnische Beschreibung der Schichten

4 Erdbautechnische Klassifizierung, Bodenkennwerte

5 Grundwasserverhältnisse

6 Geotechnische Beurteilung

7 Zusammenfassung

Anlagen

1 Pläne

1.1 Übersichtslageplan

1.2-3 Lagepläne mit Aufschlusspunkten

2 Schnitte, Bohrprofile, Rammdiagramme

2.1 Geotechnischer Schnitt Drosselbauwerk Hasel

2.2 Geotechnischer Schnitt Neubau Mindelbrücke

2.3 Geotechnischer Schnitt Brückendurchlass Staatsstraße 2023

2.4-5 Geotechnische Schnitte Mindeldeich

2.6 Geotechnischer Schnitt westlicher Stadtrand

2.7 Längsschnitt entlang der Deichtrasse

2.8.1-11 Bohrprofile BK1-11/06 (Einzelblattdarstellungen)

2.9.1-10 Rammsondierdiagramme DPH1-10/06 (Einzelblattdarstellungen)


3 Ergebnisse der bodenmechanischen Laborversuche

3.1 Wassergehalte nach DIN 18 121

3.2 Konsistenzgrenzenbestimmung nach DIN 18122

3.3 Körnungslinien nach DIN 18123

3.4 Handflügelsondierung (undrän. Scherfestigkeit)

3.5 Dichtebestimmung nach DIN 18125

3.6 Korndichte nach DIN 18 124 und Glühverlust nach DIN 18 128

3.7.1-2 Untersuchung von Wasserproben auf Betonaggressivität nach DIN 4030

4 Grundwasser

4.1.1-2 Ergebnisse der Eingießversuche in den Bohrungen BK3/06 und BK8/06

5 Erdstatische Berechnungen

5.1-3 Grundbruch- und Setzungsberechnungen

5.4-5 Abschätzung der Pfahltragfähigkeit nach DIN 4014


Unterlagen

[U1] Flurkarte mit vorgeschlagenem Erkundungsprogramm; RMD-Consult GmbH, München, April 2006

[U2] Lageplan mit geplanten Deichen M 1:10000; RMD-Consult GmbH, München, April 2006

[U3] Bauwerksplan Brückendurchlass M 1:50; RMD-Consult GmbH, München, April 2006

[U4] Bauwerksplan Drosselbauwerk Hasel; RMD-Consult GmbH, München, Mai 2006

[U5] Deichquerschnitte; RMD-Consult GmbH, München, per eMail am 22.05.2006

[U6] Lageplan mit Lage der Deichquerschnitte; RMD-Consult GmbH, München, per eMail am 22.05.2006

[U7] Hydrogeologische Standortstudie für Brunnenstandorte zur Trinkwasserversorgung der Stadt Thannhausen, Untersuchungsbericht; Crystal Geotechnik, Utting, 03.09.1993

[U8] Antrag zur Ausweisung eines Wasserschutzgebietes – Brunnen 2 und 3 in Thannhausen, Tabelle 7; Crystal Geotechnik, Utting, 1995

[U9] Stadt Thannhausen, Brunnen 2 und 3, Lageplan mit Schutzgebietszonen I bis III; Crystal Geotechnik, Utting, 22.06.1995

[U10] Monatliche Stichtagsmessungen Grundwassermessstellen P1-7, 101-103 und 110-111, Brunnen II und III, Beobachtungszeitraum 01.08.2003 bis 01.03.2006; Stadt Thannhausen, 24.04.2006

[U11] Topographische Karte 1:25000, Blatt 7728 Krumbach

[U12] Geologische Übersichtskarte des Iller-Mindel-Gebietes 1:100000 [mit Erläuterungen]


1 Vorgang und Veranlassung

Der Freistaat Bayern, vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Donauwörth, Servicestelle Krumbach, beabsichtigt die Herstellung des Hochwasserschutzes von Thannhausen, Landkreis Günzburg, und beauftragte die RMD-Consult GmbH, München, mit den wasserbaulichen Planungen zu diesem Vorhaben. Vorgesehen ist der Bau mehrerer Deiche im Süden und Westen der Stadt, die eine Gesamtlänge von rund 8 km aufweisen und Hochwasserabflüsse der Mindel und ihrer Nebengewässer westlich an der Stadt vorbeileiten. Bei einem Teil der Deichbaumaßnahmen handelt es sich um die Aufhöhung bestehender Deich. In den übrigen Strecken sollen neue Deiche gebaut werden. Darüber hinaus ist geplant, im Thannhausener Stadtteil Nettershausen ein Bauwerk zur Abflussdrosselung der Hasel, einem Nebenfluss der Mindel, zu errichten. Südlich von Thannhausen soll eine neue Brücke über die Mindel gebaut werden. Schließlich ist rund 2 km nordwestlich von Thannhausen der Bau eines Durchlasses unter der Staatsstraße 2023 geplant, über den die Ableitung des Hochwassers erfolgen soll.

Die RMD-Consult GmbH beauftragte die Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH, Bad Wurzach, mit den geotechnischen Erkundungen sowie den geotechnischen Beratungen im Rahmen dieses Projektes.

Zur geotechnischen Erkundung der Untergrund- und Grundwasserverhältnisse kamen folgende Felduntersuchungen zur Ausführung:

- Abteufen von elf Aufschlussbohrungen BK1-11/06 (trockene, verrohrte Rammkern-bohrungen mir durchgehendem Gewinn gekernter Bodenproben nach DIN 4021); Endteufen: 7,0 m (BK1/06) bis 10,0 m (BK4-6/06 und BK11/06); Entnahme von Boden- und Grundwasserproben. Wiederherstellung der Deckschichten mit einem quellfähigen Tongranulat; Ausführung: BauGrund Süd GmbH, Bad Wurzach, im Auftrag der Dr. Ebel & Co.; Ausführungszeitraum: 24.04. bis 26.04.2006;

- Ausführung von Bohrlochrammversuchen BDP (früher SPT) nach DIN 4094-2 in den Bohrungen BK1/06, BK4/06 und BK11/06 zur Beurteilung des natürlichen Lagerungszustandes; Ausführung: BauGrund Süd GmbH, Bad Wurzach, im Auftrag der Dr. Ebel & Co.; Ausführungszeitraum: 24.04. bis 26.04.2006;

- Ausführung von Eingießversuchen in den Bohrungen BK3/06 und BK8/06 zur Abschätzung des Durchlässigkeitsbeiwertes im Hauptgrundwasserleiter; Ausführung: BauGrund Süd GmbH, Bad Wurzach, im Auftrag der Dr. Ebel & Co.; Ausführungszeitraum: 24.04. bis 26.04.2006;

- Ausführung von Rammsondierungen DPH1-10/06 (Schwere Rammsonde nach DIN 4094-3) zur Beurteilung des natürlichen Lagerungszustandes bzw. der Festigkeit der anstehenden Schichten; Verwendung als indirekte Aufschlüsse zur Interpretation des Schichtenverlaufs; Verfüllung der Sondierlöcher mit quellfähigem Tongranulat; Ausführung durch die Dr. Ebel & Co. GmbH; Ausführungszeitraum: 25. und 26.04.2006;


- höhenmäßige Einmessung der Aufschlusspunkte auf die in die Lagepläne, Anlagen 1.2-3, eingetragenen Bezugspunkte; höhenmäßige Einmessung ausgewählter Geländepunkte wie Flusssohlen, Grabensohlen, Fußpunkte bestehender Deiche; Ausführung durch die Dr. Ebel & Co. GmbH;

- Begehung des Untersuchungsraums zur Erfassung der geologisch-hydrogeologischen Rahmenbedingungen; Ausführung durch die Dr. Ebel & Co. GmbH.

Das oben zusammengestellte Erkundungsprogramm wurde im Vorfeld durch die RMD-Consult GmbH vorgegeben. Die Festlegung der Aufschlusspunkte vor Ort erfolgte zusammen mit der RMD-Consult GmbH. Die Betreuung der Aufschlussarbeiten oblag der Dr. Ebel & Co. GmbH. Die Lage der einzelnen Aufschlusspunkte kann den Lageplänen, Anlagen 1.2-3, entnommen werden.

An ausgewählten Bodenproben wurden bodenmechanische Laborversuche durchgeführt, deren Ergebnisse in den Anlagen 3.ff dokumentiert sind. Wasserproben wurden im Hinblick auf die Betonaggressivität des Grundwassers untersucht (s. Anlagen 3.7.1-2).

Zur Bearbeitung der Aufgabenstellung stehen neben den im Rahmen des Projektes durch-geführten Untersuchungen die Ergebnisse einer hydrogeologischen Studie für den Unter-suchungsraum zur Verfügung. In dieser Studie [U7] sind unter anderem Aufschlussbohrungen und Pumpversuche aus dem Nahbereich der geplanten Hochwasserschutzbauwerke doku-mentiert.

Das vorliegende Gutachten fasst die Ergebnisse der geotechnischen Erkundungen zusammen und beurteilt diese aus geotechnischer Sicht. Standsicherheitsnachweise beispielsweise für geplante Hochwasserschutzdeiche waren ebenso wenig Gegenstand der Beauftragung wie geohydraulische Nachweise für die Verträglichkeit des Vorhabens aus wasserwirtschaftlicher Sicht (z.B. Auswirkungen auf die Grundwassersituation).


2 Geographische, geomorphologische und geologische Situation, Schichtenfolge

Geographische und geomorphologische Situation

Die Stadt Thannhausen liegt entsprechend der Darstellung im Übersichtslageplan, Anlage 1.1, in einer rund 2,5 km breiten Südsüdost-Nordnordwest-orientierten Talebene, in der die Mindel als Gewässer 1. Ordnung den größten Teil des Oberflächenabflusses übernimmt. Am südlichen Stadtrand von Thannhausen mündet die aus Eppishausen kommende Hasel in die Mindel ein. Im Einmündungsbereich der Hasel erfolgt an einer Staustufe die Ausleitung von Mindelwasser in einen Kanal, der parallel zur Mindel durch das Stadtgebiet von Thannhausen nach Norden verläuft. Auf der orographisch linken, also westlichen Talseite fließt die Kleine Mindel in nördliche Richtung.

In der Talebene, die flach nach Norden abfällt und westlich und östlich durch Geländeanstiege zu sog. Riedeln begrenzt wird, existieren zahlreiche Baggerseen. Darüber hinaus wird die Tal-ebene von zahlreichen, künstlich angelegten Gräben durchzogen, die nur bereichs- und/oder zeitweise Wasser führen. Die Gräben dienen im Wesentlichen der Drainage der landwirt-schaftlich genutzten Flächen. Im Untersuchungsraum selbst existieren folgende Gräben (s. Anlage 1.2):

� der „Untere Teilgraben“ westlich von Nettershausen, der von Süden her dem Zusammenfluss von Mindel und Hasel zustrebt,

� der „Speckbach“ entlang der Bayersrieder Straße sowie

� der „Oberriedgraben“ am westlichen Stadtrand von Thannhausen.

Die Mindel wird von Süden bis zur Einmündung der Hasel beidseitig von einem Hochwasser-schutzdeich begleitet. Die orographisch linksseitige Deichkrone dient als Radweg.

An der Verbindungsstraße von Thannhausen nach Bayersried (Bayersrieder Straße) befinden sich die Trinkwasserbrunnen I bis III der Wasserversorgung Thannhausen. Nach Kenntnis der Bearbeiter sind die Brunnen II und III in Betrieb. Für diese Wasserfassungen ist ein Trink-wasserschutzgebiet eingerichtet, dessen Grenzen zusammen mit den Brunnenstandorten in den Lageplan, Anlage 1.2, eingetragen wurden. Bei den Brunnen handelt sich nach den vor-liegenden Unterlagen [U7] um Flachbrunnen, die Grundwasser aus dem oberflächennahen Grundwasserstockwerk fördern (Quartärerschließung).

Am südlichen Stadtrand von Thannhausen (zwischen den Bohrungen BK5/06 und BK7/06, s. Anlage 1.2) befindet sich nach den vorliegenden Unterlagen [U7] eine Altdeponie.


Geologische Situation

Den tieferen Untergrund bildet die sog. Obere Süßwassermolasse („Flinz“), die vor rund 15 Millionen Jahren in einem den Alpen vorgelagerten Senkungsgebiet abgesetzt wurde. Es han-delt sich dabei um eine Wechselfolge aus Sanden bzw. schwach zementierten Sandsteinen und Mergeln, die im Kern der östlich und westlich des Mindeltals aufsteigenden Höhenrücken ansteht. Die Molasse ist oberflächig sekundär entfestigt.

Die landschaftliche Prägung des Untersuchungsraumes erfolgt im ausgehenden Tertiär und im Quartär, der jüngsten erdgeschichtlichen Epoche. In dieser Zeit entwickelte sich das heute bestehende System aus nordwärts orientierten Tälern, die durch teilweise hoch aufsteigende Höhenrücken (Riedel) voneinander getrennt sind. Die Täler dienten als Abflussbahnen für Schmelzwässer, die aus den weit im Süden gelegenen kaltzeitlichen Vereisungsgebieten stammten. In einem Wechselspiel aus Erosion und Akkumulation kam hierbei der sog. Talkies zur Ablagerung.

Mit der letztmaligen Klimaverbesserung im ausgehenden Pleistozän und dem hieraus resul-tierenden Rückzug der Gletscher in die Hochlagen der Alpen versiegten die Schmelzwasser-abflüsse. Auf den brach liegenden Schotterfluren setzten Verwitterungs- und Umlagerungs-prozesse ein. Aus den Rohböden der Schotterfluren entwickelte sich durch Bodenbildungs-prozesse ein Verwitterungskies.

Die vorherrschend geringen Grundwasserflurabstände hatten Auswirkungen auf die Boden-bildungsprozesse. Durch sie war und ist die Mineralisation der organischen Substanz stark gehemmt, was durch Entwicklung von Anmoor- bis hin zu Niedermoor-Böden führte.

Das postglaziale Ablagerungsgeschehen beschränkte sich weitgehend auf Hochwasserer-eignisse, während derer sandig-schluffige Hochflutsedimente (Aueablagerungen) zum Absatz kamen.

Im Zuge der Erschließung und Besiedlung, der gewässerbaulichen Tätigkeit und Maßnahmen zum Hochwasserschutz kamen künstliche Auffüllungen zur Ablagerung. Hierzu sind auch etwaige Verfüllungen ehemaliger Kiesabbaugebiete zu rechnen.


Schichtenfolge

Entsprechend der beschriebenen geologischen Situation lassen sich die im Rahmen der geo-technischen Erkundung direkt erschlossenen Böden zu folgendem Grundsatzprofil zusammen-stellen:

Auffüllungen

Deichkörper (Auf- und Unterbau)

sonstige Auffüllungen

subrezent,

Deckschichten

Aueablagerungen, ggf. auch Anmoor-Böden

Verwitterungskies

Holozän,

Talkies Spät- bis Postglazial,

Obere Süßwassermolasse Miozän.

Ergebnisse der Felderkundungen

Die Verbreitung und Mächtigkeiten der erschlossenen Schichten wurden – getrennt für einzelne Teilbereiche des rund 4 km2 großen Untersuchungsraums - wie folgt erkundet:

Nettershausen (BK1-4/06, s. Anlagen 2.1-2, 2.7 und 2.8.1-4)

Die in diesem Teilbereich ausgeführten Bohrungen BK1-4/06 haben künstliche Auffüllungen in Mächtigkeiten zwischen 0,2 m (BK1/06) und 2,0 m (BK4/04) erschlossen. Der Ansatzpunkt der Bohrung BK4/06 liegt auf einem bestehenden Mindel-Deich, so dass die hier erkundeten Auf-füllungen als Deichbaumaterial einzustufen sind. Die Bohrungen BK2-3/06 liegen dagegen in der Talebene selbst; bei den hier erschlossenen Auffüllungen handelt es sich vermutlich um die Verfüllungen ehemaliger Arbeitsräume.

Unter den Auffüllungen stehen in der Talebene – mit Ausnahme lokaler „Fenster“ (s. BK2/06 und BK3/06) - flächig Aueablagerungen an. Diese Schicht reicht in der in der Talebene ausge-führten Bohrung BK1/06 bis in 1,3 m Tiefe. Die Bohrung BK4/06 (Mindel-Deich) hat die Aueab-lagerungen in einer Mächtigkeit von 0,4 m erschlossen. Es ist mit der Anwesenheit ehemaliger Altwasserarme zu rechnen.

In der Bohrung BK1/06 ist unter den Aueablagerungen ein etwa 0,6 m mächtiger Verwitte-rungskies entwickelt. In den übrigen Aufschlüssen ist die Anwesenheit einer Verwitterungs-decke nicht eindeutig erkennbar. Die Grenze zum Liegenden ist fließend.


Unter den vorgenannten Schichten folgt flächig der Talkies. Diese Schicht reicht in den Bohr-ungen bis in Tiefen zwischen 5,8 m (BK1/06) und 8,2 m (BK3/06). Aus dem Schlagzahlenbild der Rammsondierung DPH1/06, die zwischen den Bohrungen BK2/06 und BK3/06 ausgeführt wurde, lässt sich die Tiefenlage der Talkies-Basis dagegen nicht feststellen. Insgesamt ist von einem hohen Relief in der Talkies-Unterkante auszugehen. Es existieren Rinnen und Schwellen in einem komplizierten Muster, das das ehemals existierende verflochtene Flusssystem abbildet.

Unter dem Talkies folgt die Obere Süßwassermolasse in flächiger Verbreitung. Die Obere Süßwassermolasse steht in einer Sandgrube am östlichen Ortsrand von Nettershausen ober-flächig an und setzt sich zur Tiefe hin mächtig fort.

Südlicher Stadtrand von Thannhausen (BK5-8/06, s. Anlagen 2.4-5, 2.7 und 2.8.5-8)

Die Ansatzpunkte der hier ausgeführten Bohrungen BK5-6/06 liegen auf der Krone des bestehenden Mindel-Deichs. Die Mächtigkeit der Auffüllungen – es handelt sich hierbei um den eigentlichen Deichkörper – wurde in den Bohrungen mit 1,6 m (BK5/06) bzw. 1,2 m (BK6/06) erkundet. In der Bohrung BK7/06 reichen Auffüllungen als Unterbau einer Verkehrsfläche bis in 1,6 m Tiefe. Die Bohrung BK8/06 hat keine Auffüllungen erschlossen.

Im Bereich des Mindel-Deichs folgen unter dem Deichkörper Aueablagerungen (BK6/06) bzw. ein Verwitterungskies (BK5/06). Im Bereich der Verkehrfläche bei der Bohrung BK7/06 sind diese Deckschichten vollständig durch o.g. Auffüllungen ausgetauscht worden. In der Bohrung BK8/06, die als einzige den nicht anthropogen beeinflussten Bereich repräsentiert, reichen Aueablagerungen bis in 0,5 m Tiefe. Die Anwesenheit eines Verwitterungskieses ist hier nicht zu erkennen. Im Bereich des Trinkwassergewinnungsgebietes der Stadt Thannhausen wurden Aueablagerungen in Mächtigkeiten von wenigen Dezimetern erkundet (s. [U7]).

Wie auch im Bereich Nettershausen folgt am südlichen Stadtrand von Thannhausen unter den vorgenannten Schichten der Talkies mit seiner durch Rinnen und Schwellen gegliederten Unterkante. Tendenziell zeigen die Bohrungen einen Abfall der Schicht-Basis in westliche Richtung an. Anhand der Schlagzahlen der Rammsondierung DPH4/06, deren Ansatzpunkt an der Bayersrieder Straße zwischen den Bohrungen BK7/06 und BK8/06 liegt, lässt sich die Unterkante des Talkieses nicht erkennen. Im Brunnen II der Wasserversorgung Thannhausen wurde die Talkies-Unterkante in 9,8 m Tiefe erkundet (s. [U7]).

Die Unterlage des Talkieses bildet die mächtige Obere Süßwassermolasse, in der alle Bohrungen enden.


Westlicher Stadtrand von Thannhausen (BK9-10/06, s. Anlagen 2.6-7 und 2.8.9-10)

Die Bohrung BK9-10/06 wurden entlang eines Weges ausgeführt, der den Westrand der geschlossenen Wohnbebauung von Thannhausen begleitet. Die im Weg selbst ausgeführte Bohrung BK9/06 hat Auffüllungen bis in 0,3 m Tiefe erschlossen.

Darunter folgen Aueablagerungen in einer Mächtigkeit um 3-4 Dezimeter und als Abschluss der Deckschichten der Verwitterungskies, der bis etwa 1,5 m Tiefe reicht.

Der Talkies wurde am westlichen Stadtrand von Thannhausen bis in Tiefen zwischen 7,4 m (BK9/06) und 8,5 m (BK10/06) erschlossen. Ein Blick in den geologischen Längsschnitt, Anlage 2.7, zeigt für den Bereich der Bohrung BK9/06 einen Hochpunkt in der Talkies-Basis bzw. einen steilen Abfall der Schicht-Unterkante in nördliche Richtung.

Die Bohrungen BK9-10/06 enden in der Oberen Süßwassermolasse.

Standort des geplanten Straßendurchlasses im Nordwesten (BK11/06, s. Anl. 2.3 und 2.8.11)

Die Bohrung BK11/06 wurde auf dem Damm der Staatsstraße 2023 abgeteuft. Hier stehen Auffüllungen an, die bis in 1,5 m Tiefe reichen. Darunter folgt ein etwa 1,6 m mächtiger Verwitterungskies. Aueablagerungen fehlen augenscheinlich und wurden wahrscheinlich durch Auffüllungen ausgetauscht. Dies bedeutet, dass abseits des Straßendamms durchaus mit der Anwesenheit von Aueablagerungen zu rechnen ist.

Der Talkies reicht am Standort des geplanten Durchlasses bis in 8,1 m Tiefe. Darunter folgt die mächtige Obere Süßwassermolasse, in der die 10 m tief geführte Bohrung endet.


3 Geotechnische Beschreibung der Schichten

Die im Rahmen der ausführten Erkundungen direkt erschlossenen Schichten werden in Ergän-zung zu den Anlagen 2.8.1-11 (Einzelblattdarstellungen der Bohrungen) nachfolgend nach geotechnischen Gesichtspunkten beschrieben:

Auffüllungen

Bei den grau, oliv und braun gefärbten Auffüllungen kann aus petrogaphischer und geotech-nischer Sicht zwischen zwei Grundtypen unterschieden werden: „rollig“ und „bindig“.

Die rolligen Auffüllungen sind als sandige bis stark sandige, weit gestufte Kiese mit stark schwankenden Schlämmkorn-Anteilen zu beschreiben. Kennzeichnend für diesen Grundtyp ist die stützende Wirkung des sandig-kiesigen Korngerüsts. Der Lagerungszustand ist nach dem Bohrwiderstand bzw. nach den Schlagzahlen der Rammsondierungen DPH9-10/06, die un-mittelbar neben Aufschlussbohrungen angesetzt wurden, mit locker und mitteldicht einzu-schätzen.

Die in den Bohrungen BK5-6/06 in größerer Mächtigkeit erschlossenen bindigen Auffüllungen sind als Ton-Schluff-Gemenge bzw. als Schluff-Feinsand-Gemenge mit geringen Kies-Anteilen zu beschreiben. Die Zustandsform der Grundmasse ist nach manueller Prüfung der Boden-proben mit steif einzuschätzen. Ansonsten treten in den Bohrungen BK2/06 und BK4/06 bindige Auffüllungen als Zwischenlagen in rolligen Varietäten auf. Hier ist die Konsistenz der Grundmasse bei der Kernaufnahme im Grenzbereich zwischen weich und steif eingeschätzt worden.

Die erschlossenen Auffüllungen sind als mäßig bis wenig verformungswillige Böden einzu-schätzen. In bestehenden Deichen sind lokale Schwächungen durch die Anwesenheit von Grabgängen möglich. Die Auffüllungen sind nach den Ergebnissen der durchgeführten Son-dierungen gut ramm- und bohrbar. Aufgrund ihrer anthropogenen Ablagerung ist in den Auf-füllungen jedoch mit dem Auftreten von Steinen und/oder Blöcken zu rechnen.

Anm.:

Die im Rahmen der geotechnischen Erkundungen erschlossenen Auffüllungen waren orga-

noleptisch unauffällig.

Aueablagerungen

Die dunkelgrau und dunkelbraun gefärbten Aueablagerungen wurden als Ton-Schluff-Ge-menge mit geringen Sand-Anteilen (Auelehm) bzw. als schwach schluffige Fein- bis Mittelsande (Auesande) erschlossen. In den Bohrungen dominiert der Auelehm. Die Zustandsform des Auelehms ist nach manueller Prüfung der Bodenproben – je nach der Durchfeuchtung - mit weich und steif einzuschätzen. Kennzeichnend für die Aueablagerungen sind organische Bemengungen, die stellenweise Gehalte erreichen dürften, die eine Einstufung in die Gruppe


der „Anmoorigen Böden“ rechtfertigt. Darüber hinaus können Torf-Lagen auftreten und Hölzer in die Grundmasse eingeschwemmt sein.

Die Aueablagerungen bilden aus bodenmechanischer Sicht ein sehr verformungswilliges Schichtglied. Lokale Schwächungen durch Grabgänge und/oder Wohnhöhlen sind zu ver-muten. Die Deckschichten sind nach den Ergebnissen der durchgeführten Sondierungen gut rammbar. Mit der Anwesenheit von Rammhindernissen in Form von eingebetteten Hölzern ist jedoch zu rechnen.

Verwitterungskies

Der grau bis graubraun und dunkelgrau gefärbte Verwitterungskies ist als sandiger und schwach schluffiger bis schluffiger, weit gestufter Kies zu beschreiben. Kennzeichnend für den Verwitterungskies sind – neben seinem hohen Schlämmkornanteil (Verlehmung) – Karbonat-ausfällungen, die den Boden in Form weißer Sprenkel durchziehen. Es handelt sich hierbei um eine sekundäre Calcifizierung durch Ausfällungen aus hydrogencarbonatischem Grundwasser. Stellenweise bestehen im Verwitterungskies Übergänge zu einem matrixgestützten Kies. Der natürliche Lagerungszustand im Verwitterungskies ist anhand der Schlagzahlendiagramme der Schweren Rammsondierungen DPH8/06 und DPH11/06 mit locker bzw. im Grenzbereich zwischen locker und mitteldicht zu beurteilen (vgl. Tabelle 1). Die Zustandsform der bindigen Grundmasse ist nach manueller Prüfung der Bodenproben mit weich einzuschätzen.

Tabelle 1: Lagerungsdichte / Schlagzahlen DPH für weit gestufte Kies-Sand-Gemische nach DIN 4094-3 / DIN 1055-2

Lagerungsdichte über Grundwasser

N10 im Grundwasser

N10 locker 0,15 < D ≤ 0,30 < 8 < 4 mitteldicht 0,30 < D ≤ 0,50 8 - 18 4 – 11 dicht 0,50 < D ≤ 0,75 > 18 > 11

Aus geotechnischer Sicht bildet der Verwitterungskies einen gering bis mäßig kompressiblen Untergrund. Aufgrund von Mächtigkeitsschwankungen und einer lokal möglichen Dominanz der bindigen Matrix besitzt der Boden ein nennenswertes Differenzsetzungspotenzial. Der Ver-witterungskies ist gut ramm- und bohrbar und mittel bis stark frostempfindlich. Aufgrund der vorherrschend hohen Wassergehalte ist seine Verdichtungsfähigkeit im Urzustand mit mäßig zu beurteilen.


Talkies

Der grau gefärbte Talkies ist als sandiger bis stark sandiger, weit gestufter Kies mit im Allge-meinen geringen Schlämmkorn-Anteilen zu beschreiben. Erhöhte Schlämmkorn-Gehalte sind auf den Übergang zum hangenden Verwitterungskies beschränkt. Hier sind lokal auch Karbo-natausfällungen festzustellen, der den Grundwasserschwankungsbereich anzeigen dürften (s. BK6/06). In den Boden können Steine eingelagert sein. Der Talkies wird erfahrungsgemäß durch sandige Zwischenlagen gegliedert. In der Bohrung BK6/06 ist außerdem eine 0,2 m mächtige Schluff-Lage zwischengeschaltet. Es finden sich lokal Holzreste. Die Existenz orga-nischer Zwischenlagen kann nicht ausgeschlossen werden.

Der natürliche Lagerungszustand im Talkies ist anhand der Schlagzahlendiagramme der Schweren Rammsondierungen im Grenzbereich zwischen mitteldicht und dicht einzuschätzen (vgl. Tabelle 1). Spitzen in den Schlagzahlen-Diagrammen bilden Hindernisse ab. Dies können Steine, aber auch Hölzer sein. Massive Schlagzahlen-Einbrüche, wie sie beispielsweise in der Rammsondierung DPH1/06 festgestellt wurden, können entweder auf eine Matrixarmut und damit auf eine „Rollkies“-ähnliche Zusammensetzung oder auf zwischengeschaltete organische Lagen zurückgeführt werden.

Aus geotechnischer Sicht bildet der Talkies einen kaum verformbaren und sehr stabilen Unter-grund. Der Talkies ist ramm- und bohrbar. Allerdings sind - wie die Ergebnisse der Rammson-dierungen zeigen - immer wieder Hindernisse zu erwarten. Der Talkies ist in der Regel nicht bzw. wenig frostempfindlich. Oberflächennah kann im Übergang zum Verwitterungskies eine hohe Frostempfindlichkeit bestehen. Der Talkies lässt sich gut verdichten.

Obere Süßwassermolasse

Die blaugrau bis grünlich gefärbte Obere Süßwassermolasse wurde in zwei Varietäten er-schlossen: als Ton-Schluff-Gemenge mit stark wechselnden Feinsand-Gehalten (Molassemer-gel) und als Fein- bis Mittelsand mit schwankend hohen Schlämmkorn-Anteilen (Molassesand). Beide Varietäten vertreten sich gegenseitig. Es existieren sämtliche Übergänge zwischen Molassemergeln und Molassesanden. Erfahrungsgemäß existieren in der Oberen Süßwasser-molasse, deren Ablagerungsmilieu dem der holozänen Talaue ähnelt, auch stark organische Zwischenlagen bis hin zu Kohleflözen. Es können ferner harte, karbonatisch gebundene Mergelsteine auftreten.


Die Zustandsform der bindigen Grundmasse in den erschlossenen Böden ist nach manueller Prüfung der Bodenproben im Grenzbereich zwischen halbfest und fest einzuschätzen. Der natürliche Lagerungszustand Sand-dominierter Varietäten ist nach dem hohen Bohrwiderstand mit dicht einzuschätzen. Es ist zu erwarten, dass einzelne Sand-Lagen mit einem karbona-tischen Zement verfestigt sind.

Die Obere Süßwassermolasse bildet einen Untergrund, der auf Be- und Entlastungen praktisch nicht reagiert. Ihre hohe Festigkeit bedeutet aber auch, dass sie - mit Ausnahme der oberflächigen Auflockerungszone - ohne Maßnahmen zur Entfestigung (beispielsweise Lockerungsbohrungen) nicht rammbar ist. Ihre Bohrbarkeit wird zur Tiefe hin zunehmend er-schwert.

4 Erdbautechnische Klassifizierung, Bodenkennwerte

Die erdbautechnische Klassifizierung der erschlossenen Böden ist wie folgt zusammenzu-stellen:

Tabelle 2 Klassifizierung

Bodengruppe DIN 18196

Bodenklasse DIN 18300

Bodenklasse DIN 18301

Frostempfindlichkeit ZTVE

Auffüllungen, bindig [UL,TL,TM] 4 LB F3

Auffüllungen, rollig [SW,SU*,

GW,GU,GU*, (X+Y)]

3, 4, (5-73))

LN, (LB) (S1, S3)

F1, F2, (F3)

Deckschichten Auelehm

TL,TM,TA,OU 4 LB, LO F3

Deckschichten Auesand

SU,SU* 3, 4 LN, LB F2, F3

Deckschichten, Verwitterungskies

GU,GU*,(X) 3, 4, (53)) (LN), LB

(S1) (F1, F2), F3

Talkies GW,GU,

(TM1),SW2),X) 3, (4, 53))

LN (S1)

F1, F2, (F3)

Obere Süßwassermolasse

UL,TL,TM,TA, SU,SU*,

(Fels) 4, 54), (65)

) (LN), LB,

(FZ1, FD1) (F2), F3, (Fels)

1) Schlufflagen im Talkies 2) Sandlagen im Talkies 3) Bkl. 5-7 bei Anreicherung von Steinen und Blöcken 4) Bkl. 5 für ausgeprägt plastische Tone (Bodengruppe TA nach DIN 18196) 5) Bkl. 6 für leicht lösbaren Fels und Molassemergel fester Konsistenz


Basierend auf den Ergebnissen aus den Felderkundungen, den manuellen Ansprachen, den bodenmechanischen Laboruntersuchungen sowie aus Erfahrungen mit anderen vergleichbaren Projekten wurden die Kennwerte für erdstatische Berechnungen festgelegt. Bei der Wahl der charakteristischen Werte wurden Abminderungen vorgenommen. In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die Kennwerte für die Erdstoffe zusammengestellt.

Tabelle 3 Bodenkennwerte (cal)

Wichte

(feucht/u. Auftrieb) γ/γ’ (kN/m3)

Reibungswinkel φ’ (°)

Kohäsion c’ (kN/m2)

Steifemodul E

S (MN/m2)

Auffüllungen, bindig 18-19/8-9 20-25 - -

Auffüllungen, rollig 19-20/10-11 25-30 - -

Deckschichten Aueablagerungen

17-18/7-8 17,5-22,5 0-2 3-5

Deckschichten, Verwitterungskies

19-20/11-12 27,5-30 0-2 10-30

Talkies 21-22/12-13 32,5-35 0 50-100

Talkies Schlufflagen

19/9 20-22,5 1-2 3-6

Molassesand 19-21/10-12 32,5-35 0-1 30-80

Molassemergel 20-21/11-12 25-27,5 5-15 20-50

Das untersuchte Gebiet ist im Hinblick auf Erdbeben wie folgt einzustufen:

Tabelle 4: Erdbebenklassifizierung nach DIN 4149 : 2005-04

Erdbebenzone Untergrundklasse Baugrundklasse

0 S B


5 Grundwasserverhältnisse

Ein Zutritt von Grundwasser wurde in allen der insgesamt elf Aufschlussbohrungen BK1-11/06 festgestellt. Der Grundwasserzutritt erfolgte in allen Aufschlüssen aus dem Talkies bzw. dessen Verwitterungszone (Verwitterungskies).

Die Wasserspiegelbeobachtungen während der Aufschlussarbeiten sind bei den Bohrprofilen in den Anlagen 2 eingetragen und zusammen mit Wasserstandsmessungen an benachbarten Fließgewässern in Tabelle 5 zusammengestellt. Die Tabelle beinhaltet auch Wasserspiegelbe-obachtungen in den Grundwassermessstellen P6 und P7, die im näheren Umfeld der Brunnen II und III der Wasserversorgung Thannhausen eingerichtet sind (s. Anlage 1.2 und [U10]).

Die Grundwasserverhältnisse im Untersuchungsraum sind auf der Grundlage der durchge-führten Wasserspiegelbeobachtungen sowie der vorliegenden Unterlagen wie folgt einzu-schätzen:

Grundwassersysteme

Im Untersuchungsraum existieren mit dem oberflächennahen Talkies und der Oberen Süß-wassermolasse zwei Grundwasserstockwerke.

Oberes Grundwasserstockwerk

Hauptgrundwasserleiter im Untersuchungsraum ist der quartäre Talkies mit seiner ober-flächigen Verwitterungszone. Es handelt sich hierbei um einen durchlässigen (Verwitterungs-kies) bis stark durchlässigen (Talkies) und leistungsfähigen Aquifer, dessen Sohle von der Oberkante der im Vergleich zum Talkies wasserhemmenden Oberen Süßwassermolasse ge-bildet wird. Der Talkies ist im Mindeltal flächig verbreitet. Er wird von Sand- und Schluff-Linsen hydraulisch gegliedert.

Die Aueablagerungen, die den Talkies in der natürlichen Schichtenfolge flächig verhüllen, wirken stark wasserhemmend und schützen das Grundwasser. Die Betten der Oberflächen-gewässer durchstoßen die Deckschichten natürlicherweise und reichen mit ihren Sohlen bis in den Talkies. Weitere Lücken in der schützenden Grundwasserüberdeckung bestehen in Ge-bieten, wo die Aueablagerungen durch künstliche Auffüllungen ersetzt sind.

Das Grundwassersystem aus Tal- und Verwitterungskies ist fast vollständig wassergesättigt. Zum Zeitpunkt der Feldarbeiten war zwischen den wasserhemmenden Deckschichten und der Grundwasseroberfläche eine zwischen wenigen Dezimetern (BK1-2/06, BK4/06, BK7/06) und mehr als 2 m (BK6/06) mächtige wasserungesättigte Zone entwickelt.


Tabelle 5 Wasserspiegelbeobachtungen

GW angetroffen Ruhewasserspiegel Aufschluss

m u. Gel m+NN m u. Gel m+NN Datum

BK1/06 1,54 499.94 1,54 499.94 25.04.2006

Wasserspiegel Hasel bei BK1/06 = 500.27 m+NN 25.04.2006

BK2/06 1,82 499.75 1,82 499.75 24.04.2006

BK3/06 1,65 498.76 1,65 498.76 24.04.2006

Wasserspiegel Unterer Teilgraben bei BK3/06 = 498.90 m+NN 04.05.2006

BK4/06 2,81 498.33 2,81 498.33 25.04.2006

Wasserspiegel Mindel bei BK4/06 = 499.95 m+NN 25.04.2006

BK5/06 2,85 498.11 2,85 498.11 25.04.2006


BK6/06 3,85 496.84 3,85 496.84 25.04.2006


BK7/06 2,05 496.98 2,05 496.98 25.04.2006

P6 496.92 01.03.2006

P7 496.62 01.03.2006

BK8/06 1,88 496.18 1,88 496.18 26.04.2006

BK9/06 1,19 495.87 1,19 495.87 26.04.2006

BK10/06 1,28 494.01 1,28 494.01 26.04.2006

BK11/06 1,71 488.68 1,71 488.68 26.04.2006

Wasserspiegel Kleine Mindel bei BK11/06 = 488.49 m+NN 26.04.2006

Die im Untersuchungsraum existierenden Fließgewässer und Baggerseen sind in den Talkies eingeschnitten. Hieraus resultiert eine intensive Wechselwirkung zwischen Grund- und Ober-flächenwasser. Nach den in Tabelle 5 aufgelisteten Wasserspiegelbeobachtungen liegt bei-spielsweise der Wasserspiegel der Mindel deutlich höher als in den Bohrungen BK4-6/06. Dies bedeutet, dass die Mindel hier in den Grundwasserleiter Talkies infiltriert (influenter Abfluss). Der Infiltrationsschirm ist in Anbetracht der hohen Potenzialdifferenz zwischen Fluss- und Grundwasserstand (bei BK6/06: 2,1 m) sehr steil einzuschätzen. Nicht ausgeschlossen werden kann allerdings, dass der Grundwasserstand hier durch eine Einsickerung von Mindelwasser zwar abgehoben wird, jedoch zwischen der Gewässersohle und dem Grundwasserspiegel eine ungesättigte Zone entwickelt ist (d.h. die Mindel „schwebt“ über der Grundwasseroberfläche). Das gleiche gilt für die Hasel, deren Wasserstand während der Feldarbeiten 33 cm über dem in der Bohrung BK1/06 festgestellten Grundwasserstand lag. Der am Westrand der Stadt Thannhausen verlaufende Oberriedgraben hingegen liegt mit seiner Sohle zwar im Talkies, war jedoch während der Feldarbeiten im Bereich zwischen den Aufschlüssen DPH5/06 und


BK10/06 trocken. Erst zwischen den Aufschlüssen BK10/06 und DPH7/06 im Norden wurde die Grundwasseroberfläche von der Sohle des Oberriedgrabens unterschnitten. Die Kleine Mindel schließlich wies während der Feldarbeiten einen tieferen Wasserstand auf als die benachbarte Bohrung BK11/06. Hier wirkt das Fließgewässer als Vorfluter für das im Talkies zirkulierende Grundwasser (effluenter Abfluss).

Der Grundwasserabfluss erfolgt im Mindeltal als Begleitstrom zu den Fließgewässern in eine nördliche Richtung. Kleinräumig sind aufgrund der Wechselwirkungen mit den Oberflächenge-wässern Schwankungen in der Grundwasserfließrichtung zu erwarten. Es können saisonale Schwankungen in Abhängigkeit von den Grundwasserständen und den Wasserständen der Oberflächengewässer auftreten. Besonderen Einfluss haben Sperrenbauwerke wie zum Bei-spiel die Staustufe am Zusammenfluss von Hasel und Mindel. Baggerseen nivellieren den Grundwasserstand.

Hochwasserereignisse führen zu einer erheblichen und erfahrungsgemäß auch sehr raschen Anhebung des Grundwasser(druck)spiegels. Das Grundwasser ist dann fast überall unter wasserhemmenden Deckschichten eingespannt.

Das mittlere Grundwassergefälle wird in [U7] mit 6 ‰ recht steil angegeben.

Tieferes Grundwasserstockwerk

Weitere Grundwasserleiter im Untersuchungsraum bilden Sande der Oberen Süßwassermo-lasse. Solche Sande treten in Wechsellagerung mit tonig-schluffigen Sedimenten auf. Die Obere Süßwassermolasse ist geohydraulisch sehr stark gegliedert, so dass die Grundwasser-standspotenziale je nach der von Brunnen und Grundwassermessstellen erschlossenen Schicht sehr stark schwanken. Nach [U7] liegen die Grundwasserstandspotenziale der tertiären Tiefengrundwässer im Raum Thannhausen zwischen 490 m+NN und 500 m+NN und damit in etwa auf dem Niveau des quartären Talgrundwassers.

Es sind für Bereiche, in denen tertiäre Sande der Oberen Süßwassermolasse mit dem quar-tären Talkies in Kontakt stehen, Wechselwirkungen zwischen den beiden Grundwasser-systemen anzunehmen. Höhere Grundwasserstandspotenziale im Quartärgrundwasser bedeuten eine Infiltration in Molassesande. Umgekehrt haben Druckpotenziale in der Molasse, die über den im Talkies herrschenden liegen, eine Einspeisung von Tertiärgrundwasser in den Talgrundwasserleiter zur Folge.

Geohydraulische Parameter

Zur Einschätzung des mittleren Durchlässigkeitsbeiwertes kf im Hauptgrundwassserleiter Tal-kies wurden in den Bohrungen BK3/05 und BK8/06 Eingießversuche durchgeführt. Darüber hinaus erfolgte eine Auswertung der Körnungslinien dreier Bodenproben aus dem Talkies nach dem empirischen Verfahren von HAZEN. Schließlich liegen die Ergebnisse von kf-Wert-Ermittlungen vor, die im Rahmen hydrogeologischer Erkundungen für die Trinkwasserver-sorgung der Stadt Thannhausen durchgeführt wurden [U7].

Ermittlung des kf-Wertes mit Eingießversuchen (s. Anlagen 4.1.1-2)


In den Bohrungen BK3/06 und BK8/06 wurden nach Vorgabe des planenden Ingenieurbüros RMD-Consult, München, Eingießversuche durchgeführt. Die Randbedingungen für die Ver-suchsdurchführungen sind in den Anlagen 4.1.1-2 festgehalten. Hierin finden sich der Verlauf des Eingießversuches sowie die jeweilige Versuchsauswertung nach dem USBR-Verfahren. Die Durchführung erfolgte durch Wassereingabe in ein Standrohr mit 0,16 m Innendurch-messer und Versickerung über die Standrohrsohle (open-end-Test mit veränderlicher Druck-höhe). Die Messung des Wasserspiegelabsunks im Standrohr erfolgte durch Lichtlot-messungen.

Die in den Anlagen 4.1.1-2 dokumentierten Auswertungen der Eingießversuche erbringen bei einem sehr langsamen Wasserspiegelabsunk im Bohrloch für den Talkies geringe Durch-lässigkeitsbeiwerte kf um 1 x 10-5 m/s. Der geringe Wasserspiegelabsunk ist aus Sicht der Be-arbeiter auf das Bohrverfahren zurückzuführen. Wahrscheinlich war die Bohrlochsohle während der Versuchsdurchführungen durch Trübstoffe kolmatiert; es existierte somit vermutlich ein unnatürlich hoher hydraulischer Austrittswiderstand.

Die mit den Eingießversuchen ermittelten Durchlässigkeitsbeiwerte sind für weitere geohy-draulische Betrachtungen nicht verwendbar.

Ermittlung des kf-Wertes nach HAZEN (s. Anlage 3.3)

Die mit diesem Verfahren ermittelten Kenngrößen sind nur als Orientierungswerte zu ver-stehen, da das Verfahren bei den betrachteten Lockergesteinen nur bedingt einsetzbar ist.

Die Auswertung der Körnungslinien nach der Methode von HAZEN erbringt für den Talkies - je nach dem Schlämmkorn-Gehalt - Durchlässigkeitsbeiwerte kf zwischen 5 x 10-4 m/s und 2 x 10-3 m/s.

kf-Werte aus dem Gutachten [U7]

In [U7] wird der mittlere Durchlässigkeitsbeiwert für den Talkies für den Nahbereich der Thann-hausener Trinkwasserbrunnen mit 1,4 x 10-3 m/s angegeben.

Zusammenfassende Beurteilung

Insgesamt beurteilt ist der Durchlässigkeitsbeiwert kf im Talkies mit durchschnittlich 1÷2 x 10-3 m/s einzuschätzen. Die vertikale Durchlässigkeit kfv liegt erfahrungsgemäß um den Faktor 10 niedriger als die horizontale Durchlässigkeit kfh. Es ist mit der Anwesenheit matrix-armer „Rollkiese“ zu rechnen, deren kf-Werte lokal eine Größenordnung von 10-2 m/s erreichen. Eine weitere Gliederung erfolgt durch wasserhemmende Sand- und Schluff-Lagen bzw. -Linsen.


Schwankungen des Grundwasserspiegels

Nach den vorliegenden turnusmäßigen Grundwasserstandsbeobachtungen [U10] in der Mess-stelle P7, die im Nahbereich der geplanten Deichbaumaßnahme eingerichtet ist (s. Anlage 1.2), schwankt der Grundwasserspiegel zwischen Tiefständen (z.B. Trockensommer 2003) und Hochständen (Augusthochwasser 2005) um etwa 1,4 m. Es ist anzunehmen, dass kurzzeitige Hochwasserspitzen auftreten können, die mit den vorliegenden Messungen nicht erfasst worden sind. Das Grundwasser tritt dann über Gräben an die Oberfläche aus und wird abgeleitet. Der Zeitraum der Feldarbeiten selbst repräsentiert mittlere Verhältnisse.

Betonaggressivität

Aus den Bohrungen BK1/06 und BK5/06 wurden Grundwasserproben entnommen und nach DIN 4030 (Referenzverfahren) auf ihre Betonaggressivität untersucht (s. Anlagen 3.7.1-2). Nach den Ergebnissen der chemischen Analysen sind die im quartären Talgrundwasser zirku-lierenden Grundwässer nicht betonangreifend.


6 Geotechnische Beurteilung

Für die geplanten Vorhaben Deichbau, Mindel-Brücke, Hasel-Drosselbauwerk und Brücken-durchlass werden nachfolgend grundsätzliche Ausführungsempfehlungen zur Gründung und baubegleitenden Maßnahmen getätigt. Im Zuge der Ausführungsplanung sind die Angaben zu verifizieren.

Der gut tragfähige Baugrund steht mit dem Talkies und den darunter lagernden Sanden und Mergeln der Oberen Süßwassermolasse an. Oberflächennahe Auffüllungen und Aueablage-rungen sind für die Gründung von Kunstbauwerken nicht ausreichend tragfähig. Gleiches gilt in abgeminderter Form auch für den im Übergang zum Talkies anstehenden Verwitterungskies.

Deichkörper

Die Deichkörper sind mit Böschungsneigungen von 1:3 mit Kronenbreiten zwischen 3 m und 5 m (befahrbare Ausführung) geplant. Der Freibord bezogen auf ein 100-jähriges Ereignis ist mit einem Meter vorgesehen. Die Kronenhöhe über Gelände liegt maximal im Bereich von 2÷3 m. Die Gründung des Deichkörpers erfolgt oberflächennah nach Abschub des Mutter-bodens auf den dann anstehenden geringer wasserdurchlässigen Baugrundschichten (bindige Auffüllungen, Aueablagerungen, Verwitterungskies). Im Gründungsbereich anstehende stark wasserdurchlässige Auffüllungen sind gegen Deichkörpermaterial zu ersetzen. Die freigelegte Gründungsebene ist nässe- und frostempfindlich und somit unverzüglich vor nachteiligem Witterungszutritt zu überbauen. Zuvor ist die Gründungsebene nachzuverdichten. Als Deich-baustoffe eignen sich gering wasserdurchlässige, aber dennoch relativ scherfeste Erdstoffe wie beispielsweise Böden der Bodengruppen GU und GU* gemäß DIN 18196. Der Feinkornanteil (d < 0,063 mm) sollte mindestens 10 Massen-% betragen. Der zu erreichende Verdich-tungsgrad liegt bei mindestens 98 % der einfachen Proctordichte, um eine gute Korn-zu-Korn-Stützung (Erosions- und Suffosionsbeständigkeit) zu erreichen. Teilweise kommen Deichfuß-bereiche nahe an bestehenden und bewachsenen Gewässerböschungen zu liegen. Hier sind zur Verhinderung von Uferabbrüchen gesonderte Befestigungsmaßnahmen zu ergreifen oder am Deichfuß Erosionssperren einzubauen, die die Deichstandsicherheit im Abbruchfall sicher-stellen. Die Sperren dürfen nur so tief in den Talkies reichen, dass keine nachteilige Verän-derung des Grundwasserstroms stattfindet.

Die zu erwartenden Baugrundverformungen infolge Deichauflast wurden zunächst nur über-schlägig abgeschätzt. Beispielsweise bei 0,6 m starken Aueablagerungen, die einem 0,9 m mächtigen Verwitterungskies aufliegen (Verhältnisse gemäß BK9/06) bevor dann der Talkies ansteht, ergeben sich für einen 2 m hohen Deichkörper Setzungen in der Größenordnung von 1,5 cm, s. Anl. 5.1.1. Sind die Aueablagerunen (oder bindigen Auffüllungen mit vergleichbarer Festigkeit) ca. 1,5 m mächtig und steht darunter im Übergang zum Talkies noch 0,5 m mäch-tiger Verwitterungskies an (BK1/06), treten unter gleicher Auflast Setzungen von ca. 2,6 cm auf. Zu den Untergrundverformungen sind noch die Eigensetzungen des Deichkörpers selbst


hinzuzurechnen. Auch bei guter Verdichtung sind hier Setzungsbeträge im Bereich von 1÷2 % der Kronenhöhe über Gelände einzukalkulieren.

Die Standsicherheit der Deichkörper (Böschungs- und Geländebruch, Gleiten, Spreizen, Durchströmung, Suffosion, innere Erosion, hydr. Grundbruch) ist für repräsentative Quer-schnitte mit vollem Wasserdruck und raschem Absunk nachzuweisen.

Drosselbauwerk Hasel

Das Drosselbauwerk ist mit einer Bodenplatte im Bereich der Gewässersohle und seitlich auf-gehenden, strömungsgünstig angeordneten trompetenförmigen Ein- und Auslaufstrecken geplant. An das Bauwerk schließt zu beiden Uferseiten ein Deichkörper mit einer Kronenbreite von 3 m an. Gedrosselt wird der Durchfluss mit einem Schütz. Die Breite des Fließquerschnitts an der Sohle beträgt 3 m. Zur Verhinderung einer Um- und Unterströmung des Bauwerks sind HDI-Injektionen (unter dem Bauwerk) und eine Mixed-In-Place-Wand (zu beiden Seiten ca. 5 m in den Deichkörper hinein) geplant.

Die Gründung der Bodenplatte erfolgt auf dem Talkies (s. Baugrundprofil in Anl. 2.1). Die Gründungsebene der Sohle liegt ca. einen Meter unter Gewässersohle. Um eine trockene Baugrube zu erreichen, ist ein vertikaler Verbau in Form einer Spundwand zu setzen (ohne absperrenden Verbau sind keine wirtschaftlichen und gesicherten Wasserhaltungsmaßnahmen ausführbar). Die Bohlen sind mindestens bis 0,5 m in den Molassemergel zu rammen. Die Oberkante der Wand sollte hochwassersicher liegen. Der Verbau ist statisch nachzuweisen. In der Baugrube kann die Restwasserhaltung offen mit Dränagesträngen, Pumpensumpf und Schmutzwasserpumpe betrieben werden. Das geförderte Wasser ist über eine Absetzanlage von Trübstoffen zu befreien, bevor die Rückleitung in die Hasel erfolgt. Die Wasserhaltung ist unter Berücksichtigung von Schlossdurchsickerungen, Restwasserzutritten über die Sohle etc. mit ca. 2÷5 l/s zu dimensionieren. Die Absenkung ist bis mindestens 0,5 m unter Gründungssohle vorzunehmen.

Die freigelegte Baugrubensohle ist nachzudichten und mit einer Magerbetonschicht vor Entfes-tigung durch den Baubetrieb zu sichern. Noch evtl. anstehende aufgeweichte und entfestigte Schichten sind gegen Magerbeton zu ersetzen.

Bei einer gleichmäßigen Sohlpressung (zentrische und lotrechte Belastung der Bodenplatte) von z.B. 100 kN/m² sind Setzungen in einer Größenordnung von etwas über einem Zentimeter einzukalkulieren, s. Anl. 5.2. Der zugehörige Bettungsmodul ks ist mit ca. 9 MN/m³ anzugeben.

Das Bauwerk kann in zwei Abschnitten unter Beibehaltung eines ausreichenden abfluss-wirksamen Restquerschnitts im Gewässerbereich hergestellt werden. Alternativ ist die Herstellung des Bauwerks in einer einzigen Baugrube möglich, sofern für die Bauphase ein Umleitungsgerinne geschaffen wird.


Alternativ zur geplanten Bauweise kann unter dem Bauwerk der vorgesehene HDI-Körper durch eine in die Bauwerkssohle integrierte Spundwand ersetzt werden. Auch seitlich kann die Spundwand als Ersatz für die MIP-Wand verwendet werden. Für einen kraftschlüssigen und dichten Anschluss an das Massivbauwerk ist die jeweils erste Bohle teilweise mit in das Bau-werk einzubetonieren. Für eine dauerhafte Dichtwirkung sind die Bohlenschlösser mit Bitumen zu vergießen. Die seitlichen Dichtwände sind erst nach Herstellung der Deichkörper zu setzen. Vorsorglich sind Einbringhilfen für die Spundbohlen in Form von Lockerungsbohrungen und/oder Spülhilfe einzukalkulieren. Bei der Wahl der Profilstärke ist eine Abrostungsrate in der Größenordnung von 2 mm auf jeder Bohlenseite in einem Zeitraum von ca. 100 Jahren zu berücksichtigen.

Mindelbrücke

Für das Bauwerk liegen derzeit keine Planunterlagen vor. Das Baugrundprofil ist in Anl. 2.2 dargestellt. Es wird empfohlen, eine Pfahlgründung anzuordnen. Die Pfähle können z.B. aus bewehrten und verrohrt abgeteuften Ortbetonpfählen hergestellt werden. Bei der Bemessung und Ausführung sind DIN 1536, Bohrpfähle (Stand 06.1999) sowie DIN 4014 zu beachten. Die erforderliche Mindestlänge der Pfähle beträgt 5 m, gerechnet ab der Gewässersohle. Der Pfahlfuß kommt bei dieser Pfahllänge noch im Talkies, knapp über dem Molassemergel zu lie-gen. Erfahrungsgemäß ist der Deckschichtbereich des Mergels leicht entfestigt. Es wird des-halb empfohlen, die Pfähle mindestens 1,5 m in den Molassemergel einzubinden, um ein ein-heitliches Last-Verformungsverhalten zu erreichen. Bis ca. einen Meter unter Gewässersohle ist bei der Ermittlung der äußeren Tragfähigkeit keine Mantelreibung anzusetzen, um ggf. auf-tretende Kolkerscheinungen zu berücksichtigen (ein Kolkschutz zur Sicherung einer stabilen Gewässerbettsohle ist davon unabhängig erforderlich). Ab Grundwasserniveau ist mit Wasser-auflast zu bohren, um Bodeneintrieb infolge hydraulischen Grundbruchs zu verhindern. Im Zuge der Pfahlherstellung ist ein Betonmehrverbrauch (geschätzt 10÷20 Massen-%) einzukal-kulieren. Die Verrohrung muss der geräumten Bohrlochsohle soweit vorauseilend eingebracht sein, dass ein seitlicher Bodenentzug auf jeden Fall verhindert wird. Auf Grund möglicher Hindernisse in Form von Steinen, Blöcken und Verfestigungen sind Meißelarbeiten einzu-planen.

Zur Vordimensionierung der äußeren Tragfähigkeit eines Bohrpfahls wurden mit den in Tabelle 6 angegebenen Bruchwerten zur Mantelreibung und zum Spitzendruck erdstatische Berech-nungen ausgeführt. Die zulässige Tragfähigkeit wird mit einem Sicherheitsbeiwert von 2,0 für lotrechte Pfähle nach dem globalen Sicherheitskonzept (DIN 1054-alt, Stand 11.1976) berech-net.


Tabelle 6: Bruchwerte Mantelreibung und Spitzendruck für Ortbetonbohrpfähle

Baugrundschicht Spitzendruck σs in MN/m² für eine bezogene Pfahl-kopfsetzung s/D von

Mantelreibung τm,f in kN/m²

0,02 0,03 0,1

Talkies 0 0 0 1201)

Molassemergel 0,9 1,1 1,5 60 1) ab 1 m unter Gewässersohle

In Anlage 5.4 sind die Berechnungsergebnisse für einen Bohrpfahl mit einer Länge von 7 m ab Gewässersohle dargestellt. Der Schaftdurchmesser des Pfahls wird zwischen 0,6 m und 1,0 m variiert. Für einen Pfahl mit Durchmesser 0,9 m beispielsweise ergibt sich eine Tragfähigkeit von 1,368 MN. Die Pfahlsetzung ist bei der genannten Last in einer Größenordnung von 1 cm zu prognostizieren.

Horizontalbelastungen der Pfähle aus Verkehr und Erddruck sind zu berücksichtigen. Für diese Berechnungen kann der Bettungsmodul ks ab einen Meter unter Gewässersohle wie folgt abge-schätzt werden.

ks = Es/D in MN/m³ mit Es: Steifemodul in MN/m² gemäß Tabelle 3 D : Pfahldurchmesser in m (D ≤ 1 m)

Während der Bohrarbeiten ist der geförderte Baugrund auf seine Zusammensetzung und die Lage der Schichtgrenzen von einem geotechnischen Sachverständigen zu kontrollieren und zu dokumentieren.

Die Bohrpfähle können von einem Niveau deutlich oberhalb des Mindelwasserspiegels (Arbeitsplanum) ohne Baugrube hergestellt werden. Die Pfähle werden anschließend mit einem Kopfbalken untereinander verbunden. Der Balken kann für das Brückenbauwerk als „hochgesetztes“ Widerlager verwendet werden.

Die Betonierarbeiten für die Pfähle sind unter Wasser nach dem Kontraktor-Verfahren vorzu-nehmen.

Weitere z.B. firmenspezifische Pfahlsysteme sind ggf. im Zuge von Sondervorschlägen auf Machbarkeit bzw. Risiken zu prüfen.


Brückendurchlass Staatsstraße 2023

Die Gründung für das mit zwei 5 m breiten Feldern geplante Durchlassbauwerk ist flach auf Fundamentstreifen vorgesehen. Die Einbindung der Fundamente unter Gewässersohle beträgt einen Meter. Die Gewässersohle wird mit in Beton versetzten Flussbausteinen gesichert. Die Baugrundsituation ist in Anl. 2.3 angegeben. Zur Abschätzung einer zulässigen Bodenpressung bei mittiger und lotrechter Belastung wurde eine Setzungs- und Grundbruchberechnung nach dem globalen Sicherheitskonzept der DIN 1054 ausgeführt. Die Länge des Streifenfundaments wird mit 14 m berücksichtigt und die Breite zwischen 1,0 und 2,0 m variiert. Die Gründung erfolgt im Talkies. Für ein 1,2 m breites Fundament beispielsweise ergibt sich bei einer Grundbruchsicherheit von 2,0 eine zulässige Bodenpressung von 368 kN/m², s. Anl. 5.3. Die zugehörigen Setzungen sind in einer Größenordnung von einem Zentimeter einzukalkulieren. Der zugehörige Bettungsmodul ks liegt somit im Bereich von 35 MN/m³. Zur Herstellung der Gründungskörper ist eine trockene Baugrube erforderlich. Hierzu sind Umspundungen zu planen, die bis ca. einen Meter in den unter dem Talkies lagernden Molassesand geführt werden. Der Verbau ist überflutungssicher zu gestalten und statisch nachzuweisen. Die Gründungsmaßnahmen sind analog zum Drosselbauwerk an der Hasel auszuführen.

Alternativ kann die Gründung analog zur Mindelbrücke über Bohrpfähle vorgenommen werden. Wie zuvor wurde mit den folgenden Festigkeitswerten eine Abschätzung der Pfahltragfähigkeit für Bohrpfähle vorgenommen. Die Mindestlänge der Pfähle ist mit 5 m zu planen und eine Einbindung in den Molassesand mit mindestens einem Meter anzusetzen. In nachfolgender Tabelle 7 sind die Bodenkennwerte für die Pfähle im Bereich des Bruchzustands angegeben: Bis einen Meter unter Gewässersohle wird keine Mantelreibung im Talkies berücksichtigt.

Tabelle 7: Bruchwerte Mantelreibung und Spitzendruck für Ortbetonbohrpfähle

Baugrundschicht Spitzendruck σs in MN/m² für eine bezogene Pfahl-kopfsetzung s/D von

Mantelreibung τm,f in kN/m²

0,02 0,03 0,1

Talkies 0 0 0 1201)

Molassesand 0,7 0,9 2,0 80 1) ab 1,0 m unter Gewässersohle

Die Berechnungsergebnisse sind in Anlage 5.5 zusammengestellt. Für einen Pfahldurchmesser von beispielsweise 0,9 m und einer Pfahllänge von 6,5 m ab Gewässersohle ergibt sich eine äußere Tragfähigkeit von 1,49 MN. Die zugehörigen Pfahlsetzungen sind in einer Größenordnung von einem Zentimeter abzuschätzen. Die weiteren Angaben gelten analog zur zuvor beschriebenen Pfahlgründung.


7 Zusammenfassung

Im Rahmen einer geotechnischen Voruntersuchung wurden die Baugrundverhältnisse im Be-reich der geplanten Deichtrassen, des Drosselbauwerks an der Hasel, der Mindelbrücke und des Brückendurchlasses an der Staatsstraße 2023 erkundet und prinzipielle Angaben zur Gründung und zu baubegleitenden Maßnahmen getätigt. Dabei wurden einige Modifikationen gegenüber den geplanten Gründungen vorgeschlagen. Im Rahmen der Detailplanungen sind die Standsicherheit der Deichkörper nachzuweisen und die geohydraulischen Auswirkungen auf das Binnenland im Zuge des Bemessungshochwassers festzustellen.

Projektbearbeiter: Dipl.-Geol. Dr. Michael Strohmenger (Geologie / Hydrogeologie) Dr.-Ing. Olaf Düser (Geotechnik)

Dr. Ebel & Co. GmbH

Anlage 1.1Gew. I Mindel, Hochwasserschutz ThannhausenAZ 060402

ÜbersichtslageplanM 1:25.000

Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft fürGeotechnik und Wasserwirtschaft mbH

Vorhaben

Plan

Aktenzeichen

Gew. I MindelHWS Thannhausen

St. Ulrich-Straße 21, 88410 Bad Wurzach-ArnachTelefon 07564/94897-10 Telefax 07564/94897-99

Anlage


060402

Lageplan mitAufschlusspunkten

1.2

gezeichnet

Datum

Datum

geprüft

Maßstab

1:10000

Str

19.05.2006

Hasel

Un

tere

r T

eilg

rab

en

Min

del

Sp

eck-

gra

be

n

Ob

err

ied

gra

ben

WII

WII

WII

WII

WIII

WIII

WIII


Vorhaben

Plan

Aktenzeichen



Anlage


060402

Lageplan mitAufschlusspunkten

1.3

gezeichnet

Datum

Datum

geprüft

Maßstab

1:10000

Str

19.05.2006

Kle

ine

Min

del


Geotechnischer SchnittDrosselbauwerk Hasel

Maßstab der Höhe 1:100

CE


Geotechnischer SchnittMindelbrücke Fkm 31,55


CE


Geotechnischer SchnittBrückendurchlass Staatsstraße 2023


CE


Vorhaben

Plan

Aktenzeichen



Anlage


060402

Geotechnischer QuerschnittMindeldeich bei BK5/06

2.4

gezeichnet

Datum

Datum

geprüft

Maßstab

1:100

Str

22.05.2006


Vorhaben

Plan

Aktenzeichen



Anlage


060402

Geotechnischer QuerschnittMindeldeich bei BK6/06

2.5

gezeichnet

Datum

Datum

geprüft

Maßstab

1:100

Str

22.05.2006


Vorhaben

Plan

Aktenzeichen



Anlage


060402

Geotechnischer QuerschnittHWS-Deich bei BK9/06

2.6

gezeichnet

Datum

Datum

geprüft

Maßstab

1:100

Str

22.05.2006


Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft fürGeotechnik und Wasserwirtschaft mbHSt. Ulrich-Straße 21, 88410 Bad Wurzach-ArnachTelefon 07564/94897-10 Telefax 07564/94897-99

Vorhaben

Plan

Aktenzeichen Anlage


060402

Abwicklung der Bohrungenund Sondierungen

2.7

gezeichnet

Datum

Datum

geprüft

Maßstab der Höhe

1:100

Str

CE

22.05.2006

Aufschlüsse: BK11/06, DPH2-3/06 und DPH8-10/06s. Anlagen 2.1-3 und 2.8-9

AZ 060402

HWS Thannhausen

Büro Dr. Ebel & Co. GmbH, Bad Wurzach-Arnach Anlage 3.1

Aufschluß Tiefe Wassergehalt Bemerkung

[m] [Massen-%]

BK1/06 0,6÷0,9 37,3 Auelehm

BK1/06 7,0 12,7 Molassemergel

BK5/06 1,0 25,9 Auffüllung (Deich)

BK6/06 1,0 24,2 Auffüllung (Deich)


BK9/06 1,0 8,1 Verwitterungskies


BK10/06 1,0 13,2 Verwitterungskies

BK: Kernbohrung

SG: Schürfgrube

RKS: Rammkernsondierung

EP: Eimerprobe

Wassergehalt nach DIN 18121 durch Ofentrocknung

Plastizitätsdiagramm

0 10 20 30 40 50 60 70 8035

Fließgrenze wL [%]

0

10

20

30

40

50

7

4

Pla

stizitä

tsza

hl I P

[%

]

A-Linie I P

= 0

,73

* (w L

- 20)

Sand-Schluff-Gemische SU

Zwischenbereich

Sand-Ton-

Gemische ST

leicht

plastische

Tone TL

mittelplastische

Tone TM

ausgeprägt

plastische

Tone TA

Tone mit organischen

Beimengungen, organische Tone OT

und ausgeprägt

zusammendrückbare Schluffe UASchluffe

mit organi-

schen Beimen-

gungen und organo-

gene Schluffe OU

und mittelplastische

Schluffe UMleicht plasti-sche Schluffe UL

XO

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Plastizitätsbereich (wL bis w

P) [%]

wP wL

10 15 20 25 30 35 40

Schlagzahl

Wa

sse

rge

ha

lt w

[%

]

62.0

63.0

64.0

65.0

66.0

67.0

68.0

69.0

70.0

IC = 0.82 Zustandsform

0.00

flüssig

0.50

breiig

0.75

weich

1.00

steifhalbfest

Wassergehalt w = 37.3 %

Fließgrenze wL = 65.7 %

Ausrollgrenze wP = 31.0 %

Plastizitätszahl IP = 34.7 %

Konsistenzzahl IC = 0.82

Dr. Ebel & Co.Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH

Bad Wurzach - Arnach

Bericht: AZ 060402

Anlage: 3.2

Zustandsgrenzen nach DIN 18 122

Bearbeiter: Eb Datum:

HWS Thannhausen

Prüfungsnummer:

Entnahmestelle: BK1/06

Tiefe: 0,6

Art der Entnahme: ungestört

Bodenart: Auelehm

Probe entnommen am:

Schlämmkorn Siebkorn

Schluffkorn Sandkorn KieskornFeinstes Steine

Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob- Fein- Mittel- Grob-

Korndurchmesser d in mm

Ma

sse

na

nte

ile d

er

Kö

rne

r <

d in

% d

er

Ge

sa

mtm

en

ge

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.002 0.006 0.01 0.02 0.06 0.1 0.2 0.6 1 2 6 10 20 60 100

Bezeichnung:

Bodenart:

Tiefe:

k [m/s] (Hazen):

Entnahmestelle:

U/Cc

Signatur

Talkies

G, fs', ms', gs'

3÷3,5 m

1.5 * 10-3

BK1/06

26.6/2.9

Talkies

G, fs', ms', gs'

3,0÷3,5 m

1.3 * 10-3

BK5/06

45.1/4.6

Talkies

G, ms, fs'

3,0÷3,5

4.7 * 10-4

BK11/06

43.0/1.0

4

U, t, fs, ms'

0,6÷0,9

-

BK1/06

-/-

Be

rich

t:

AZ

06

04

02

An

lag

e:

3.3

Bemerkungen:

Dr. Ebel & Co.Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH


Prüfungsnummer:

Probe entnommen am:

Art der Entnahme: Eimerprobe und UP

Arbeitsweise: Naßsiebung und kombin. Analyse

Körnungslinie

HWS ThannhausenBearbeiter: Dr. Dü Datum:

AZ 060402 Anlage: 3.4

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH, Bad Wurzach - Arnach

Bestimmung der undränierten Scherfestigkeit (Cu-Wert)

Handflügelsondierung in Anlehnung an DIN 4094-4

Taschenflügel: mittlerer Flügel

Durchmesser D[mm]: k.A.

Aufschluß Tiefe Schicht cfv cRv µ cfu

[m] [kN/m²] [kN/m²] [-] [kN/m²]

UP BK1/06 0,7 Auelehm 23 0,8 18

0,8 Auelehm 30 0,8 24

0,9 Auelehm 23 0,8 18

cfu: max. Scherwiderstand

cRv: Rest-Scherwiderstand

cfu: undränierte Flügelscherfestigkeit (≈ cu)

Einstufung nach TERZAGHI

cu (kN/m²) Konsistenz IP µ

< 12,5 breiig 0 1,00

12,5 - 25 sehr weich 30 0,80

25 - 50 weich 60 0,65

50 - 100 steif 90 0,58

100 - 200 halbfest 120 0,50

(für Tonböden)

cfu = µ x cfV

Korrekturfaktor µ

AZ 041204

BV Tiefgarage Dingolfing

Dr. Ebel & Co. GmbH, Bad Wurzach - Arnach Anlage 3.5

Aufschluß Tiefe Wassergehalt Feuchtdichte Trockendichte Bemerkung

[m] [Massen-%] g/cm³ g/cm³

UP BK 1/06 0,6÷0,9 37,3 1,757 1,280 Auelehm

BK: Kernbohrung

SG: Schürfgrube

RKS: Rammkernsondierung

UP: ungestörte Probe (Entnahmezylinder)

Dichtebestimmung nach DIN 18125-Teil 1

AZ 060402 HWS Thannhausen Büro Dr. Ebel & Co. GmbH, Bad Wurzach-Arnach Anlage: 3.6

Korndichte und Glühverlust

Korndichte nach DIN 18124

Aufschluß Schicht Tiefe [m]

Korndichte [g/cm³]

BK1/06 Talkies 3,0÷3,5 2,68

BK5/06 Talkies 3,0÷3,5 2,72

BK11/06 Talkies 3,0÷3,5 2,68

Glühverlust nach DIN 18128

Aufschluß Schicht Tiefe [m]

Glühverlust [%]

UP BK1/06 Auelehm 0,6÷0,9 5,3

AZ 060402 HWS Thannhausen Büro Dr. Ebel & Co., Bad Wurzach–Arnach Anlage 3.7.1

Betonaggressivität nach DIN 4030

BK1/06

AZ 060402 HWS Thannhausen Büro Dr. Ebel & Co., Bad Wurzach–Arnach Anlage 3.7.2

Betonaggressivität nach DIN 4030

BK5/06

Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbHSt. Ulrich - Straße 21, 88410 Bad Wurzach - Arnach

Tel. 07564/94897-10 Telefax 07564/94897-99

Auswertung eines Eingießversuches im Bohrloch Projekt-Nr.: 060402Anlage: 4.1.1

Projekt: HWS ThannhausenSchürfgrube: BK3/06 Versuch-Nr.: 1 Versuchsdatum: 24.04.2006

Randbedingungen Versickerungstiefe [m]: 4,30

geprüfter Boden: Talkies Aufschlussprofil: s. Anlage 2.8.3

Eingießversuch im zeitlichen Verlauf

Auswertung nach USBR Mittelwert: kf = 1,2E-05 m/s

4,4

4,6

4,8

5,0

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200Zeitverlauf

Wsp

. [m

ü.

So

hle

]

0,0E+00

1,0E-05

2,0E-05

3,0E-05

4,0E-05

5,0E-05

6,0E-05

7,0E-05

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200Zeitverlauf

kf-

We

rt [

m/s

]

Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbHSt. Ulrich - Straße 21, 88410 Bad Wurzach - Arnach

Tel. 07564/94897-10 Telefax 07564/94897-99

Auswertung eines Eingießversuches im Bohrloch Projekt-Nr.: 060402Anlage: 4.1.2

Projekt: HWS ThannhausenSchürfgrube: BK8/06 Versuch-Nr.: 2 Versuchsdatum: 26.04.2006

Randbedingungen Versickerungstiefe [m]: 4,60

geprüfter Boden: Talkies Aufschlussprofil: s. Anlage 2.8.8

Eingießversuch im zeitlichen Verlauf

Auswertung nach USBR Mittelwert: kf = 1,0E-05 m/s

4,5

4,6

4,7

4,8

4,9

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200Zeitverlauf

Wsp

. [m

ü.

So

hle

]

0,0E+00

5,0E-06

1,0E-05

1,5E-05

2,0E-05

2,5E-05

3,0E-05

3,5E-05

4,0E-05

4,5E-05

5,0E-05

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200Zeitverlauf

kf-

We

rt [

m/s

]

Spannungsverlauf

für den kennzeichnenden Punkt

0.00

0.60

1.50

7.40

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

b =

8.0

0

GS = 0.00 GW = 0.00 1.000

0.990

0.945

0.883

0.825

0.776

0.734

0.699

0.668

0.641

0.615

0.591

0.569

0.547

0.527

0.507

0.488

0.470

0.452

0.436

0.420

0.405

0.390

0.376

0.363

0.350

0.338

0.327

tg = 11.27

Berechnungsgrundlagen:Grundbruchformel nach DIN 4017 (alt)GlobalsicherheitskonzeptBezugsgröße: LastGründungssohle = 0.00 m

Grundwasser = 0.00 mGrenztiefe mit p = 10.0 %

Ergebnisse Einzelfundament:Vertikallast V = 16000.00 kNHorizontalkraft Hx = 0.00 kNHorizontalkraft Hy = 0.00 kNMoment Mx = 0.00 kN * mMoment My = 0.00 kN * mLänge a = 50.00 mBreite b = 8.00 mExzentrizität ex = 0.000 mExzentrizität ey = -0.000 mResultierende liegt im 1. KernLänge a' = 50.00 mBreite b' = 8.00 m

Grundbruch:Bezugsgröße: Lasterf η = 2.00vorh σ = 40.0 kN/m²σ (Bruch) = 429.1 kN/m²vorh V = 16000.0 kNV (Bruch) = 171643.3 kNmin η (parallel zu b) = 10.73cal ϕ = 25.0 °ϕ wegen 5° Bedingung abgemindertcal c = 2.39 kN/m²cal γ2 = 11.02 kN/m³

cal σü = 0.00 kN/m²UK log. Spirale = 10.75 m u. GOKLänge log. Spirale = 41.95 mFläche log. Spirale = 232.27 m²Tragfähigkeitsbeiwerte (x):Nc = 20.67; Nd = 10.62; Nb = 4.48Formbeiwerte (x):νc = 1.075; νd = 1.068; νb = 0.952

Setzung:Grenztiefe tg = 11.27 m u. GOKSetzung (Mittel aller KPs) = 1.49 cmSetzungen der KPs: links oben = 1.49 cm rechts oben = 1.49 cm links unten = 1.49 cm rechts unten = 1.49 cmVerdrehung(x) (KP) = 0.0Verdrehung(y) (KP) = 0.0

Grundriss

b = 8.00

b' = 8.00

a =

50

.00

a' =

50

.00

40.0 40.0

40.040.0

R = 16000.0

s=1.5 s=1.5

s=1.5s=1.5

System

Schnitt liegt parallel zu b

0.000.601.50

7.40

0.5

3.0

5.5

8.0

10.5

13.0

15.5

18.0

GS = 0.00

b = 8.00

GW = 0.00

max dphi = 5.0 °

AueablagerungenVerwitterungskies

Talkies

Molassemergel

Tiefe γ γ ' ϕ c Es ν

[m] [kN/m³] [kN/m³] [°] [kN/m²] [MN/m²] [-]Bezeichnung

0.60 17.0 7.0 20.0 2.0 3.0 0.00 Aueablagerungen1.50 19.0 9.0 27.5 0.0 15.0 0.00 Verwitterungskies7.40 21.0 12.0 32.5 0.0 75.0 0.00 Talkies

>7.40 20.0 11.0 25.0 5.0 20.0 0.00 Molassemergel

BodenTiefe γ γ ' ϕ c Es ν



>7.40 20.0 11.0 25.0 5.0 20.0 0.00 Molassemergel

AZ060402

Anlage5.1.1

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH


Betzigau b. Kempten

SetzungsabschätzungDeichkörper auf Aueablagerungen im Bereich von BK9/06

Spannungsverlauf

für den kennzeichnenden Punkt

0.00

1.50

2.00

5.80

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

12.5

b =

8.0

0

GS = 0.00 GW = 0.00 1.000

0.990

0.945

0.883

0.825

0.776

0.734

0.699

0.668

0.641

0.615

0.591

0.569

0.547

0.527

0.507

0.488

0.470

0.452

0.436

0.420

0.405

0.390

0.376

0.363

0.350

0.338

0.327

0.316

tg = 11.50

Berechnungsgrundlagen:Grundbruchformel nach DIN 4017 (alt)GlobalsicherheitskonzeptBezugsgröße: LastGründungssohle = 0.00 m

Grundwasser = 0.00 mGrenztiefe mit p = 10.0 %

Ergebnisse Einzelfundament:Vertikallast V = 16000.00 kNHorizontalkraft Hx = 0.00 kNHorizontalkraft Hy = 0.00 kNMoment Mx = 0.00 kN * mMoment My = 0.00 kN * mLänge a = 50.00 mBreite b = 8.00 mExzentrizität ex = 0.000 mExzentrizität ey = -0.000 mResultierende liegt im 1. KernLänge a' = 50.00 mBreite b' = 8.00 m

Grundbruch:Bezugsgröße: Lasterf η = 2.00vorh σ = 40.0 kN/m²σ (Bruch) = 426.5 kN/m²vorh V = 16000.0 kNV (Bruch) = 170613.0 kNmin η (parallel zu b) = 10.66cal ϕ = 25.0 °ϕ wegen 5° Bedingung abgemindertcal c = 3.11 kN/m²cal γ2 = 10.45 kN/m³

cal σü = 0.00 kN/m²UK log. Spirale = 10.75 m u. GOKLänge log. Spirale = 41.95 mFläche log. Spirale = 232.30 m²Tragfähigkeitsbeiwerte (x):Nc = 20.69; Nd = 10.64; Nb = 4.49Formbeiwerte (x):νc = 1.075; νd = 1.068; νb = 0.952

Setzung:Grenztiefe tg = 11.50 m u. GOKSetzung (Mittel aller KPs) = 2.64 cmSetzungen der KPs: links oben = 2.64 cm rechts oben = 2.64 cm links unten = 2.64 cm rechts unten = 2.64 cmVerdrehung(x) (KP) = 0.0Verdrehung(y) (KP) = 0.0

Grundriss

b = 8.00

b' = 8.00

a =

50

.00

a' =

50

.00

40.0 40.0

40.040.0

R = 16000.0

s=2.6 s=2.6

s=2.6s=2.6

System

Schnitt liegt parallel zu b

0.00

1.502.00

5.80

0.5

3.0

5.5

8.0

10.5

13.0

15.5

18.0

GS = 0.00

b = 8.00

GW = 0.00

max dphi = 5.0 °

AueablagerungenVerwitterungskies

Talkies

Molassemergel




>5.80 20.0 11.0 25.0 5.0 20.0 0.00 Molassemergel




>5.80 20.0 11.0 25.0 5.0 20.0 0.00 Molassemergel

AZ060402

Anlage5.1.2

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH


Betzigau b. Kempten

SetzungsabschätzungDeichkörper auf Aueablagerungen im Bereich von BK1/06

* phi wegen 5° Bedingung abgemindert

9.00 5.00 232.8 1163.8 2.41 28.1 * 3.17 11.62 0.00 11.63 7.42

9.00 5.50 236.3 1299.8 2.60 27.7 * 3.31 11.58 0.00 12.10 8.06

9.00 6.00 240.9 1445.7 2.79 27.4 * 3.44 11.55 0.00 12.56 8.70

9.00 6.50 245.4 1595.0 2.98 27.2 * 3.54 11.51 0.00 12.99 9.35

9.00 7.00 250.6 1754.3 3.19 27.0 * 3.64 11.48 0.00 13.42 10.00

9.00 7.50 256.5 1923.8 3.40 26.8 * 3.72 11.46 0.00 13.85 10.67

9.00 8.00 261.1 2088.5 3.59 26.7 * 3.80 11.44 0.00 14.23 11.32

a

[m]

b

[m]

zul σ

[kN/m²]

zul V

[kN/m]

s

[cm]

cal ϕ

[°]

cal c

[kN/m²]

γ 2

[kN/m³]

σ Ü

[kN/m²]

t g

[m]

UK LS

[m]

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

0.0 0.0

20.0 20.0

40.0 40.0

60.0 60.0

80.0 80.0

100.0 100.0

120.0 120.0

140.0 140.0

160.0 160.0

180.0 180.0

200.0 200.0

220.0 220.0

240.0 240.0

260.0 260.0

280.0 280.0

300.0 300.0

0.5 cm

1.0 cm

1.5 cm

2.0 cm

2.5 cm

3.0 cm

3.5 cm

Fundamentbreite b [m]

zu

lässig

e B

od

en

pre

ssu

ng

[kN

/m²]

Spannungsverlauf (b = 5.00 und 8.00 m)

0.00

3.50

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

15.5

GS = 0.00 GW = 0.00 1.000

0.983

0.910

0.808

0.714

0.637

0.576

0.527

0.487

0.453

0.424

0.399

0.376

0.356

0.337

0.320

0.303

0.288

0.274

0.261

0.248

0.236

0.225

0.214

0.205

0.195

0.186

0.178

0.170

0.162

0.155

0.149

0.142

0.137

0.131

0.126

tg (b = 5.00)

tg (b = 8.00)

Berechnungsgrundlagen:Grundbruchformel nach DIN 4017 (alt)GlobalsicherheitskonzeptStreifenfundament (a = 9.00 m)Bezugsgröße: Last

Grundbruchsicherheit = 2.00Gründungssohle = 0.00 mGrundwasser = 0.00 mGrenztiefe mit p = 20.0 %Grenztiefen spannungsvariabel bestimmt

zulässige BodenpressungSetzungen

System (b = 5.00 und 8.00 m)

0.00

3.50

0.5

3.0

5.5

8.0

10.5

13.0

15.5

18.0

20.5

GS = 0.00 GW = 0.00

max dphi = 5.0 °

Talkies

Molassesand



3.50 21.0 12.0 35.0 0.0 50.0 0.00 Talkies>3.50 20.0 11.0 25.0 5.0 30.0 0.00 Molassesand




AZ060402

Anlage5.2

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH


Betzigau b. Kempten

Grundbruch- und SetzungsberechnungDrosselbauwerk

14.00 1.00 340.7 340.7 0.82 35.0 0.00 12.00 12.00 8.35 2.90

14.00 1.20 368.2 441.9 1.03 35.0 0.00 12.00 12.00 9.28 3.28

14.00 1.40 395.5 553.7 1.27 35.0 0.00 12.00 12.00 10.18 3.67

14.00 1.60 422.5 676.0 1.52 35.0 0.00 12.00 12.00 11.03 4.05

14.00 1.80 449.3 808.8 1.79 35.0 0.00 12.00 12.00 11.86 4.43

14.00 2.00 475.9 951.8 2.07 35.0 0.00 12.00 12.00 12.65 4.81

a

[m]

b

[m]

zul σ

[kN/m²]

zul V

[kN/m]

s

[cm]

cal ϕ

[°]

cal c

[kN/m²]

γ 2

[kN/m³]

σ Ü

[kN/m²]

t g

[m]

UK LS

[m]

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

0.0 0.0

50.0 50.0

100.0 100.0

150.0 150.0

200.0 200.0

250.0 250.0

300.0 300.0

350.0 350.0

400.0 400.0

450.0 450.0

500.0 500.0

550.0 550.0

0.5 cm

1.0 cm

1.5 cm

2.0 cm

Fundamentbreite b [m]

zu

lässig

e B

od

en

pre

ssu

ng

[kN

/m²]

Spannungsverlauf (b = 1.00 und 2.00 m)

0.00

5.00

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

13.5

GS = 1.00

GW = 0.00

1.000

0.826

0.671

0.574

0.496

0.429

0.372

0.325

0.286

0.254

0.227

0.204

0.185

0.168

0.154

0.142

0.131

0.122

0.114

0.106

0.100

0.094

0.088

0.083

0.079

0.075

0.071

0.067

0.064

tg (b = 1.00)

tg (b = 2.00)

Berechnungsgrundlagen:Grundbruchformel nach DIN 4017 (alt)GlobalsicherheitskonzeptStreifenfundament (a = 14.00 m)Bezugsgröße: Last

Grundbruchsicherheit = 2.00Gründungssohle = 1.00 mGrundwasser = 0.00 mGrenztiefe mit p = 20.0 %Grenztiefen spannungsvariabel bestimmt

zulässige BodenpressungSetzungen

System (b = 1.00 und 2.00 m)

0.00

5.00

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

GS = 1.00

GW = 0.00

max dphi = 0.0 °

Talkies

Molassesand







AZ060402

Anlage5.3

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH


Betzigau b. Kempten

Grundbruch- und SetzungsberechnungBrückendurchlass

0.60 0.60 7.00 0.806 2.00 0.62

0.70 0.70 7.00 0.981 2.00 0.70

0.80 0.80 7.00 1.169 2.00 0.77

0.90 0.90 7.00 1.368 2.00 0.86

1.00 1.00 7.00 1.579 2.00 0.94

D(Schaft)[m]

D(Fuß)[m]

Länge[m]

zul V[MN]

η

[-]s

[cm]

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

0.0 0.0

0.2 0.2

0.4 0.4

0.6 0.6

0.8 0.8

1.0 1.0

1.2 1.2

1.4 1.4

1.6 1.6

1.8 1.8

2.0 2.0

0.0 cm

0.2 cm

0.4 cm

0.6 cm

0.8 cm

Pfahlfußdurchmesser [m]zu

l V

[M

N]

System

0.00

-1.00

-5.50

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

L = 7.00 m-7.00

GW = 0.00

σ02 σ03 σ10 τ

[MN/m²] [MN/m²] [MN/m²] [MN/m²]Bezeichnung

0.000 0.000 0.000 0.000 Talkies0.000 0.000 0.000 0.120 Talkies0.900 1.100 1.500 0.060 Molassemergel

Bodenσ02 σ03 σ10 τ


0.000 0.000 0.000 0.000 Talkies0.000 0.000 0.000 0.120 Talkies0.900 1.100 1.500 0.060 Molassemergel

BerechnungsgrundlagenBohrpfahl als DruckpfahlPfahllänge = 7.00 mGrundwasser = 0.00 mSicherheit η = 2.00

Zul VSetzung

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8

0.0 0.0

1.0 1.0

2.0 2.0

3.0 3.0

4.0 4.0

5.0 5.0

6.0 6.0

7.0 7.0

8.0 8.0

QQrQs

Widerstandssetzungslinie

für D(Schaft) = 0.60 m

Pfahlwiderstand Q [MN]

Pfa

hls

etz

un

g s

[cm

]

0.81

0.62

AZ060402

Anlage5.4

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH


Mindelbrücke

Betzigau b. Kempten

Vordimensionierung Bohrpfahl nach DIN 4014

Talkies unterlagert von Molassesand gemäß BK4/06

Pfahllänge ab Gewässersohle 7 m

Mindelsohle 487,7 mNN

0.60 0.60 6.50 0.856 2.00 0.69

0.70 0.70 6.50 1.053 2.00 0.79

0.80 0.80 6.50 1.267 2.00 0.89

0.90 0.90 6.50 1.496 2.00 0.99

1.00 1.00 6.50 1.740 2.00 1.10

D(Schaft)[m]

D(Fuß)[m]

Länge[m]

zul V[MN]

η

[-]s

[cm]

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

0.0 0.0

0.2 0.2

0.4 0.4

0.6 0.6

0.8 0.8

1.0 1.0

1.2 1.2

1.4 1.4

1.6 1.6

1.8 1.8

2.0 2.0

2.2 2.2

0.0 cm

0.2 cm

0.4 cm

0.6 cm

0.8 cm

1.0 cm

Pfahlfußdurchmesser [m]zu

l V

[M

N]

System

0.00

-0.40

-1.00

-5.20

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

L = 6.50 m-6.50

GW = 0.00

σ02 σ03 σ10 τ


0.000 0.000 0.000 0.000 Verwitterungskies0.000 0.000 0.000 0.000 Talkies0.000 0.000 0.000 0.120 Talkies0.700 0.900 2.000 0.080 Molassesand

Bodenσ02 σ03 σ10 τ


0.000 0.000 0.000 0.000 Verwitterungskies0.000 0.000 0.000 0.000 Talkies0.000 0.000 0.000 0.120 Talkies0.700 0.900 2.000 0.080 Molassesand

BerechnungsgrundlagenBohrpfahl als DruckpfahlPfahllänge = 6.50 mGrundwasser = 0.00 mSicherheit η = 2.00

Zul VSetzung

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

0.0 0.0

1.0 1.0

2.0 2.0

3.0 3.0

4.0 4.0

5.0 5.0

6.0 6.0

7.0 7.0

8.0 8.0

QQrQs

Widerstandssetzungslinie

für D(Schaft) = 0.60 m

Pfahlwiderstand Q [MN]

Pfa

hls

etz

un

g s

[cm

]

0.86

0.69

AZ060402

Anlage5.5

HWS Thannhausen

Dr. Ebel & Co. GmbH


Brückendurchlaß

Betzigau b. Kempten

Vordimensionierung Bohrpfahl nach DIN 4014

Talkies unterlagert von Molassesand gemäß BK11/06

Pfahllänge ab Gewässersohle 6,5 m

Mindelsohle 487,7 mNN

060402 HWS Thannhausen · Quartär, der jüngsten erdgeschichtlichen Epoche. In dieser Zeit...

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