Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH …...Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael...

Ingenieurgesellschaft

Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Beratende Ingenieure

Büro Tostedt

Geschäftsf. Gesellschafter: Elsterbogen 18 Bremer Heerstraße 122 Opitzstraße 17 Wilkensweg 6 Dr.-Ing. Michael Beuße 21255 Tostedt 26135 Oldenburg 28755 Bremen 21149 Hamburg Dipl.-Geol. Jens Schmitz Tel.: 0 41 82 / 28 77 0 Tel.: 0 44 1 / 30 93 801 Tel.: 0 42 1 / 89 81 37 24 Tel.: 0 40 / 70 38 23 56 AG Tostedt HRB 4060 Fax.: 0 41 82 / 28 77 28 Fax.: 0 44 1 / 30 93 802 Fax.: 0 42 1 / 89 81 37 25 Fax.: 0 40 / 70 38 23 57 www.dr-beusse.de [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Kreissparkasse Stade Postbank Dortmund Finanzamt Buchholz in der Nordheide Ust-ID:DE180892056 BIC-/SWIFT-Code: NOLADE21STK BIC-/SWIFT-Code: PBNKDEFF Verbandsmitgliedschaften: DGGT, BWK, DWA, VSVI, Ingenieurkammer Niedersachsen IBAN: DE87241511160000420422 IBAN: DE024401004603253824655

´ Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Bericht 16 - 14532

Projekt: Aufstellung des Bebauungsplanes

Nr. H 26 „Alter Postweg“

Auftraggeber: KHB

KARL-HEINZ BERNHARDT GMBH

Ostener Straße 5

21737 Wischhafen

Auftrag: Böschungsbruchberechnungen nach DIN 4084

und Anpassung an das neue Teilsicherheits-

konzept gemäß DIN EN 1 997-1 (EC 7) und

DIN 1 054

erteilt am: 19. August 2016

vom

25. Oktober 2016




- Seite 2 - zum Bericht 16 - 14532 vom 25. Oktober 2016 an die KHB GmbH, Wischhafen

Vorangegangene Berichte:

14 - 13701

20. Mai 2014 Baugrundbeurteilung und

Gründungsberatung

I Inhaltsverzeichnis

Seite

II Anlagenverzeichnis 3

III Tabellenverzeichnis 3

1 Vorbemerkungen 4

2 Bearbeitungsunterlagen 5

3 Baugrundmodell 7

3.1 Topografie 7

3.2 Baugrundverhältnisse 7

3.3 Wasser 7

3.4 Bodenkennwerte 8

4 Nachweisführung und Berechnung 9

4.1 Sicherheiten 9

4.2 Lastansätze 10

5 Ergebnisse 10

6 Bewertung 11





II Anlagenverzeichnis

1. 1 Blatt Standsicherheitsnachweis der Böschung im Endzustand

(OKG +14,70 mNN) / Verfahren nach Bishop


(OKG +14,70 mNN) / Verfahren nach Janbu


(OKG +14,70 mNN) / Blockgleitmethode


(OKG +14,70 mNN) / Starrkörperbruchmechanismen

III Tabellenverzeichnis

Seite

Tabelle 3-1: Bodengruppen und -kennwerte (charakteristische Werte) 8

Tabelle 4-1: Teilsicherheitsbeiwerte nach EC 7 9

Tabelle 5-1: Ausnutzungsgrade der Böschungsbereiche im Endzustand (BS-P) 10





1 Vorbemerkungen

Im Zuge des B-Planes H 26 „Alter Postweg“ in Hemmoor wurde durch das Bauamt

Hemmoor für die an der „Kreidegrube“ gelegenen bzw. zu errichtenden Haupt-

baukörper ein Sicherheitsabstand zur Böschungskante von 40,00 m festgelegt. Der

Sicherheitsabstand ergab sich aus bereits ausgeführten, umfangreichen Standsi-

cherheitsberechnungen und Empfehlungen der Grundbauingenieure Steinfeld &

Partner GbR aus Hamburg aus dem Jahre 2003 (vgl. Bearbeitungsunterlage e)).

Bei erneuten Böschungsbruchberechnungen konnte eine ausreichende globale

Standsicherheit bei rund 25,00 m nachgewiesen werden. Dieses ist in den Bearbei-

tungsunterlagen c) und d) dargelegt.

Im Zuge des B-Planes wurde die Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

im Jahre 2014 durch die Karl-Heinz Bernhardt GmbH aus Wischhafen mit der

Durchführung eines Standsicherheitsnachweises für den Anbau an ein bestehendes

Einfamilienhaus beauftragt, der einen Abstand zum Böschungsrand des „Kreidesees“

von etwa 25,00 m aufwies. Die damalige Berechnung betrachtete ein einfaches

Baugrundmodell unter Berücksichtigung der Böschungskubatur auf der Grundlage

von uns zur Verfügung gestellten Unterlagen. Der geforderte Nachweis der Grund-

bruchsicherheit für den geplanten Anbau konnten mit einer ausreichenden Sicherheit

nachgewiesen werden. Die Ergebnisse sind dem Auftraggeber unter der Berichts-

nummer 14 - 13701 am 20. Mai 2014 zur Verfügung gestellt worden.

Am 24. Mai 2016 fand im Rahmen der 1. Änderung des B-Planes eine Fachaus-

schusssitzung der Gemeinde Hemmoor im Beisein des aufstellenden Büros statt.

Insbesondere sollte diskutiert werden, ob der aus dem Standsicherheitsnachweis

angesetzte Abstand als ausreichend sicher zu bewerten ist. Hierzu ist durch Herrn

Dr. Beuße Stellung genommen worden.





Um die 1. Änderung des B-Planes zu beschließen, wurde durch das Bauamt

Hemmoor ein Standsicherheitsnachweis der Kreideseeböschung unter Berücksichti-

gung des veränderten Sicherheitsabstandes gefordert. Hierzu ist Die

Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH, Elsterbogen 18, 21255 Tostedt,

am 19. August 2016 durch die Karl-Heinz Bernhardt GmbH aus Wischhafen mit der

Durchführung von Standsicherheitsnachweisen nach DIN 4 084 auf der Grundlage

der bereits vorhandenen Standsicherheitsuntersuchungen und vorliegenden

Baugrunddaten beauftragt. Ferner sollten die Standsicherheitsnachweise auf das

neue Teilsicherheitskonzept nach DIN EN 1 997-1 (Eurocode 7) und der nationalen

Normierung der DIN 1 054 umgestellt werden.

Die planerischen und entwicklungstechnischen Aufgaben im Zuge des B-Planes

werden durch das Planungsbüro Dörr aus Hechthausen durchgeführt.

Die Ergebnisse werden nachfolgend dargestellt und bewertet.

2 Bearbeitungsunterlagen

Zur Bearbeitung standen uns folgende Unterlagen zur Verfügung:

a) Liegenschaftsgrafik vom 28. Oktober 2013, Maßstab 1 : 1.000, erstellt durch

die Vermessungs- und Katasterverwaltung Niedersachsen

b) div. Planunterlagen (Lagepläne, Schnitte, Baugrunduntersuchungen) der Bau-

fläche, erstellt durch den Auftraggeber

c) 2. Aktenvermerk Nr. 012395 vom 06. Mai 2003, ergänzende geotechnische

Angaben […],erstellt durch die Grundbauingenieure Steinfeld & Partner GbR

aus Hamburg

d) 2. Bericht: Ergänzende Stellungnahme zur Standsicherheit der Baufläche und

der angrenzenden Grubenböschung vom 13. September 2001 (Nr. 012395),

erstellt durch die Grundbauingenieure Steinfeld & Partner GbR aus Hamburg

e) 1. Bericht: Stellungnahme zur Standsicherheit der Baufläche und der angren-

zenden Grubenböschung vom 13. September 2001 (Nr. 011448), erstellt

durch die Grundbauingenieure Steinfeld & Partner GbR aus Hamburg





f) Geologische Übersichtskarte, Maßstab 1 : 500.000, eingesehen auf dem

NIBIS®-Kartenserver des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie

Hannover am 21. Oktober 2016

(Permalink: http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=2RYyWhBz)

g) Hydrogeologische Übersichtskarte, Maßstab 1 : 200.000, eingesehen auf dem

NIBIS®-Kartenserver des Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie

Hannover am 21. Oktober 2016

(Permalink: http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=26iAguqB)

h) Witt, K.-J.: Grundbau-Taschenbuch Teil 2: Geotechnische Verfahren, 7. Aufla-

ge 2009

i) Weißenbach, A.; Hettler, A - Baugruben, Berechnungsverfahren 2. Auflage

2011

j) EAB Empfehlungen des Arbeitskreises „Baugruben“ 5. Auflage 2012, Hrsg.

DGGT e. V.

k) DIN-Normen

DIN 1 054 Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und

Grundbau

DIN 1 055 Einwirkung auf Tragwerke - Teil 2 Bodenkenn-

größen

DIN 4 084 Baugrund - Geländebruchberechnungen

DIN 4 085 Baugrund - Berechnung des Erddrucks

DIN 18 196 Erd- und Grundbau - Bodenklassifikation für

bautechnische Zwecke

DIN EN ISO 14 688 Geotechnische Erkundung und Untersuchung -

Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von

Böden (ersetzt DIN 4 022 und DIN 4 023)

DIN EN 1 997 (EC 7) Entwurf, Berechnung und Bemessung in der

Geotechnik

http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=2RYyWhBz

http://nibis.lbeg.de/cardomap3/?permalink=26iAguqB





3 Baugrundmodell

3.1 Topografie

Die für das Neubaugebiet geplante Geländeoberkante wird im Zuge der Erschließung

auf eine Höhenkote von 14,70 m NN hergestellt.

Die Böschungskubatur weist unregelmäßige Neigungsverhältnisse auf. Zum Aufbau

des Geländemodells standen uns die Schnittdarstellungen sowie vorangegangenen

Böschungsbruchberechnungen aus den Bearbeitungsunterlagen b) und d) zur Verfü-

gung.

3.2 Baugrundverhältnisse

Gemäß der Bearbeitungsunterlage f) liegt das Betrachtungsgebiet im Bereich von

kreidezeitlichen Kalk- und Mergelstein unter drenthezeitlicher Grundmoräne. Die

detaillierte Beschreibung der geologischen Verhältnisse ist in den Bearbeitungsunter-

lagen c) bis e) ausführlich dargelegt und bewertet worden.

Auf der Grundlage von uns vorliegenden Ergebnissen an vergleichbaren Böden kön-

nen die Geschiebeböden bodenmechanisch mit der Hauptbodenart Sand, im Neben-

gemenge mit den Bodenarten Schluff, Ton und Kies beschrieben werden. Die bo-

denmechanischen Kennwerte können daher auf der sicheren Seite geringfügig er-

höht werden.

Die für die Berechnungen angesetzte Baugrundschichtung kann der Tabelle 3-1 ent-

nommen werden.

3.3 Wasser

Ausweislich der Bearbeitungsunterlage g) schwankt der Grundwasserstand des

oberen Grundwasserstockwerks im Bereich der „Kreidegrube“, abhängig von der

Durchlässigkeit der anstehenden Böden, zwischen ≥ 0,0 m NN bis 10,0 m NN.

Die detaillierte Beschreibung der Wasserverhältnisse im Baugrund ist den Bearbei-

tungsunterlagen b) bis e) zu entnehmen.





Ausweislich der vorliegenden Daten aus den Bearbeitungsunterlagen b) bis e)

befindet sich die Wasserspiegellage im Kreidesee auf einer Höhenkote von

0,0 m NN. Das aus den Böschungsbereichen zufließende Grund- bzw. Schichten-

wasser nähert sich der Wasserspiegellage des Sees leicht phasenverschoben an.

Dieses wurde bei den Berechnungen berücksichtigt.

3.4 Bodenkennwerte

Die für den rechnerischen Nachweis anzusetzende Schichtenfolge und die dafür vor-

gesehenen Bodenkennwerte sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt. Die

Bodenkennwerte sind aus der Bearbeitungsunterlage d) unter Anpassung von uns

vorliegenden Daten an vergleichbaren Böden übernommen worden:

Bodenschicht k

[kN/m³]

‘k

[kN/m³]

‘k

[ ° ]

c‘k

[kN/m²]

Feinsand 18 10 32,5 0

Mittelsand 18 10 32,5 0

Geschiebelehm 20 10 30,0 7,5

Geschiebemergel 21 11 32,5 10,0

Eozänton 21 11 10,0 30,0

Schuppenzone

(Mergel / Ton) 21 11 22,5 10,0

Kreide,

verwittert 20 10 30,0 10,0

Kreide 20 10 30,0 50,0

Tabelle 3-1: Bodengruppen und -kennwerte (charakteristische Werte)





4 Nachweisführung und Berechnung

4.1 Sicherheiten

Die neuen Normen rechnen im Gegensatz zur alten Normierung nicht mit globalen

Sicherheitsbeiwerten, sondern mit unterschiedlichen Teilsicherheitsbeiwerten. Bis

zum Jahr 2009 musste bei den Standsicherheitsuntersuchungen für einen Damm

oder eine Böschung im Endzustand eine Sicherheit von 1,4 - im Regelfall mit

Gleitkreisen als Bruchmechanismus - nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu

fordert die neue DIN 1 054, alle in Frage kommenden Bruchmechanismen zu

behandeln und die als wesentlich erkannten Mechanismen rechnerisch näher zu un-

tersuchen, was in den meisten Fällen einen deutlichen Mehraufwand für das aufstel-

lende Büro bedeutet. Eine ausreichende Standsicherheit gilt dann als nachgewiesen,

wenn unter Berücksichtigung der einzelnen Teilsicherheitsbeiwerte für die Einwirkun-

gen und Widerstände der Ausnutzungsgrad 1,0 ist.

Der Aufbau des Geländemodells sowie die Standsicherheitsberechnungen wurden

EDV-gestützt mit dem Programm GGU - STABILITY, Version 11, Hrsg. Dr. Buß,

durchgeführt. Das Programm ermöglicht Böschungsbruchberechnungen gemäß der

DIN 4 084 und dem Eurocode 7. Bei den Standsicherheitsberechnungen sind

verschiedene Versagensmechanismen (Kreisgleitflächen nach Bishop, polygonale

Gleitflächen nach Janbu, Starrkörperbruchmechanismen und Blockgleitmethode)

betrachtet worden.

Die Böschungssituation der „Ostböschung“ wird für den Endzustand betrachtet

(Bemessungssituation BS-P). Demnach wurden folgende Teilsicherheitsbeiwerte für

die Nachweise im Grenzzustand GEO-3 berücksichtigt:

Kennwert Teilsicherheitsbeiwert BS-P

Reibungswinkel ’ 1,25

Kohäsion c‘ 1,25

Wichte 1,00

Ständige Einwirkungen G 1,00

Veränderliche Einwirkungen Q 1,30

Tabelle 4-1: Teilsicherheitsbeiwerte nach EC 7





4.2 Lastansätze

Zur Simulierung einer Wohnraumbebauung (z. B. Einfamilienhaus) mit einem

Abstand von 25 m zur Böschungskante wurde in einer Breite von 10,0 m eine

Streckenlast von p = 210,0 kN/m² auf eine Tiefe von 13,70 m NN angesetzt.

Weitere Lasten wurden bei den Berechnungen nicht angesetzt. Sofern Lastansätze

zu wählen sind, die dem aufstellenden Büro aufgrund von fehlenden Unterlagen zum

Erstellungszeitpunkt nicht vorlagen, sind erneute Berechnungen unter Angabe ge-

nauerer Lasten zwingend erforderlich und zeitnah zu veranlassen.

5 Ergebnisse

Die Ergebnisse der Nachweise sind in detaillierter Form den Grafikausdrücken aus

den Anlagen 1 bis 4 zu entnehmen. Die Ergebnisse der Standsicherheitsberech-

nungen werden zudem in der folgenden Tabelle 5-1 zusammengefasst.

Verfahren siehe Anlage Ausnutzungsgrad μ

Profil 28b / II

Kreisgleitflächen nach Bishop 1 0,63

polygonale Gleitflächen nach Janbu 2 0,68

Starrkörperbruchmechanismen 3 0,73

Blockgleitmethode 4 0,64

Tabelle 5-1: Ausnutzungsgrade der Böschungsbereiche im Endzustand (BS-P)

Als maßgebender Versagensmechanismus wurde hier das Verfahren mit Starrkör-

perbruchmechanismen identifiziert. Die Standsicherheit der Böschung konnte dabei

im Endzustand mit einer ausreichenden Sicherheit von μ < 1,0 nachgewiesen

werden.





6 Bewertung

Ausweislich der durchgeführten Standsicherheitsuntersuchung weist die Ost-

böschung auch bei einer Baugrenze von 25,0 m zur Böschungsoberkante eine

ausreichende, globale Standsicherheit auf.

Lokal können Rutschungen an den Böschungen grundsätzlich nicht ausgeschlossen

werden, da Veränderungen infolge von Witterung oder Wasserstandsveränderungen

möglich sind.

Die in den Bearbeitungsunterlagen c) bis e) aufgeführten Hinweise zur Böschungssi-

cherung sind zwingend zu beachten.

Sämtliche Höhenkoten und Lastannahmen sind im Zuge der weiteren Planung und

bauseits zu prüfen. Bei Abweichungen ist das aufstellende Büro umgehend zu infor-

mieren.

Der Bericht gilt für das in Abschnitt 1 angegebene Objekt im Zusammenhang mit den

Projektdaten. Eine Übertragung der Untersuchungsergebnisse auf andere Projekte

ist ohne Zustimmung der Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH nicht zu-

lässig.

Für Rückfragen stehen wir Ihnen jederzeit zur Verfügung.

Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Dr.-Ing. Michael Beuße Ing. (M. Eng.) Lars Pahl

Verteiler:

- Hr. Bernhardt, KHB GmbH, Wischhafen 2 - fach als Bericht

1 - fach digital als pdf

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

w w w w w w w w

ps = 210.00

,k c,k ,k[°] [kN/m²] [kN/m³] Bezeichnung

32.50 0.00 18.00 Feinsand32.50 0.00 18.00 Mittelsand30.00 7.50 20.00 Geschiebelehm32.50 10.00 21.00 Geschiebemergel22.50 10.00 21.00 Schuppenzone Mg/T30.00 10.00 20.00 Kreide, verwittert30.00 50.00 20.00 Kreide10.00 30.00 21.00 Eozänton

Boden ,k c,k ,k[°] [kN/m²] [kN/m³] Bezeichnung


0.63





-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Standsicherheitsberechnung B-Plan "Kreidesee"Profil 28b / IIBerechnungsgrundlagen295 Mittelpunkte definiert.207 Gleitkreise untersucht.Norm: EC 7Ungünstigster Gleitkreis:max = 0.63xm = -70.21 m ym = 103.25 mR = 138.41 mTeilsicherheiten: - (') = 1.25 - (c') = 1.25 - (cu) = 1.25 - (Wichten) = 1.00 - (Ständige Einw.) = 1.00 - (Veränderliche Einw.) = 1.30

Anlage :

Bericht :

Maßstab (L/H) :

Datum :

Projekt :

Standsicherheitsnachweis der Böschung im Endzustand (OKG = +14.70 mNN)

Auftraggeber :

BVH Kreidesee 1

16 - 14532

1 : 1.100 / 1 : 1.100

25.10.2016

IngenieurgesellschaftDr.-Ing. Michael Beuße mbH

Elsterbogen 1821255 Tostedt

Tel.: 04182 - 28 77 0Fax.: 04182 - 28 77 28

Böschungsbruchberechnung nach DIN 4 084 (neu)- Statische Nachweise mittels Kreisgleitflächen nach Bishop -

KARL-HEINZ BERNHARDT

in Hemmoor

(Globale Standsicherheit | Endzustand | Bemessungssituation BS-P)

GMBH

-110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

ww w w w w

ps = 210.00





Standsicherheitsberechnung B-Plan "Kreidesee"Profil 28b / IIBerechnungsgrundlagenNorm: EC 7Teilsicherheiten: - (') = 1.25 - (c') = 1.25 - (cu) = 1.25 - (Wichten) = 1.00 - (Ständige Einw.) = 1.00 - (Veränderliche Einw.) = 1.30Gleitkörper Nr. 3: = 0.68

Anlage :

Bericht :

Maßstab (L/H) :

Datum :

Projekt :


Auftraggeber :

BVH Kreidesee 2

16 - 14532

1 : 500 / 1 : 500

25.10.2016



Tel.: 04182 - 28 77 0Fax.: 04182 - 28 77 28

Böschungsbruchberechnung nach DIN 4 084 (neu)- Statische Nachweise mittels polygonalen Gleitflächen nach Janbu -


in Hemmoor


GMBH

-110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

ww w w w w

ps = 210.00





GK1GK2

GK3

GK4GK5GK6

GK7

GK8

GK9

GK10

GK11

Standsicherheitsberechnung B-Plan "Kreidesee"Profil 28b / IIBerechnungsgrundlagenNorm: EC 7Teilsicherheiten: - (') = 1.25 - (c') = 1.25 - (cu) = 1.25 - (Wichten) = 1.00 - (Ständige Einw.) = 1.00 - (Veränderliche Einw.) = 1.30Gleitkörper Nr. 2: = 0.64mit Scherfestigkeit in den Lamellenseiten

Anlage :

Bericht :

Maßstab (L/H) :

Datum :

Projekt :


Auftraggeber :

BVH Kreidesee 4

16 - 14532

1 : 500 / 1 : 500

25.10.2016



Tel.: 04182 - 28 77 0Fax.: 04182 - 28 77 28

Böschungsbruchberechnung nach DIN 4 084 (neu)- Statische Nachweise mittels der Blockgleitmethode -


in Hemmoor


GMBH

-110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

ww w w w w

ps = 210.00





GK1

GK2

GK3

Standsicherheitsberechnung B-Plan "Kreidesee"Profil 28b / IIBerechnungsgrundlagenNorm: EC 7Teilsicherheiten: - (') = 1.25 - (c') = 1.25 - (cu) = 1.25 - (Wichten) = 1.00 - (Ständige Einw.) = 1.00 - (Veränderliche Einw.) = 1.30Gleitkörper Nr. 3: = 0.73mit Scherfestigkeit auf Zwischengleitlinien

Anlage :

Bericht :

Maßstab (L/H) :

Datum :

Projekt :


Auftraggeber :

BVH Kreidesee 3

16 - 14532

1 : 500 / 1 : 500

25.10.2016



Tel.: 04182 - 28 77 0Fax.: 04182 - 28 77 28

Böschungsbruchberechnung nach DIN 4 084 (neu)- Statische Nachweise mittels Starrkörperbruchmechanismen -


in Hemmoor


GMBH

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