Setzungsrisse an Bauwerken - Offenbach
16
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019 [email protected] Heike Hollerbach Sergej Justus Kathrin Schmollinger Setzungsrisse an Bauwerken UPB-Ausschuss am 21.03.2019 Amt für Umwelt, Energie und Klimaschutz
Transcript of Setzungsrisse an Bauwerken - Offenbach
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
Heike Hollerbach
Sergej Justus
Kathrin Schmollinger
Setzungsrisse an Bauwerken
UPB-Ausschuss am 21.03.2019
Amt für Umwelt, Energie und Klimaschutz
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
Projekt-Initiative (HLNUG W4/FZK): Auswirkungen des Klimawandels auf das Grundwasser und die Wasserversorgung in Hessen
Bericht des HLNUG
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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.
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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).
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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!
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
Geologische Verhältnisse
Grobe Grenzen für
setzungs-empfindliche
Bereiche!
Die Darstellung ist nicht
abschließend.
Im Raum Bieber viele
lokale Besonderheiten!
Auffällige Korrelation
Tonschichten und
Bauwerkssetzungen…
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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!
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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!
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
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
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
• 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 )
© Stadt Offenbach am Main, 21.03.2019
Amt für Umwelt, Energie u. Klimaschutz
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Amtsleitung Heike Hollerbach
Bodenschutz – S. Justus,
Naturschutz- K. Schmollinger
