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Bodengutachten - Soest

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Bauwesen • Geotechnik • Ber gbau • Umwelt<br />

Bauvorhaben<br />

MMC Kress, <strong>Soest</strong><br />

Ingenieure GmbH<br />

beraten · planen · steuern<br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren<br />

Auftraggeber: Dipl.-Kaufm. R. Kress<br />

Westenhellweg 5<br />

59494 <strong>Soest</strong><br />

Über:<br />

Architekturbüro Dieckmann & Hohmann<br />

Ulricherstraße 27<br />

59494 <strong>Soest</strong><br />

Auftragnehmer: TABERG Ingenieure GmbH<br />

Zechenstraße 2<br />

44536 Lünen<br />

Tel.: 0231 / 98 70 73 - 0<br />

Fax: 0231 / 98 70 73 - 17<br />

E-Mail: info@taberg.de<br />

Projekt-Nr.: 11583<br />

Sachverständiger: Dr.-Ing. R. Kockel<br />

Mitarbeiter: Herr Dipl.-Ing. J. Best<br />

Herr Benning<br />

Datum: 10. August 2012<br />

Umfang: 9 Seiten, 4 Anlagen


Ingenieure GmbH<br />

Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 3<br />

1 Veranlassung und Aufgabenstellung<br />

In <strong>Soest</strong> ist auf dem Grundstück des ehemaligen und heute bereits zurückgebauten Finanz-<br />

amtes die Errichtung eines neuen Markenmodecenters (MMC) geplant. Bauherr ist Herr<br />

Dipl.-Ing. R. Kress. Das Plangebiet liegt im nordöstlichen Innenstadtbereich von <strong>Soest</strong> zwi-<br />

schen dem Stadtkern und dem <strong>Soest</strong>er Bahnhof und fällt in den Geltungsbereich des Be-<br />

bauungsplanes Nr. 100 – <strong>Soest</strong>.<br />

Im Zuge der laufenden Genehmigungsplanungen zum Vorhaben wurde die TABERG Ingeni-<br />

eure GmbH mit der Durchführung von Baugrunduntersuchungen und der planungsbegleiten-<br />

den Erarbeitung eines Baugrundgutachtens beauftragt. Für die aktuelle Phase des Geneh-<br />

migungsverfahrens ist auf Grundlage der bereits vorliegenden Ergebnisse eine zusammen-<br />

fassende geotechnische und hydrogeologische Beurteilung des Vorhabens zu erstellen, die<br />

insbesondere Aussagen zur Standsicherheit in der Bauphase und im Endzustand sowie zur<br />

Grundwasserproblematik enthält.<br />

2 Bauplanung und Plangebiet<br />

Die vorliegenden Planungen sehen die Errichtung eines Markenmodecenters mit einer<br />

Grundfläche von ca. 0,5 ha auf dem Grundstück des ehemaligen Finanzamtes vor. Bei dem<br />

Baukörper handelt es sich um einen Hochbau mit polygonalem, unregelmäßig gegliedertem<br />

Grundriss, der auf seiner gesamten Grundfläche einfach unterkellert (Tiefgarage) wird. Die<br />

geplante Erdgeschosshöhe orientiert sich an der Höhe der im Süden angrenzenden Er-<br />

schließungsstraße (Waisenhausstraße), die auf einer Höhe von ca. 87,5 bis 87,7 mNN liegt.<br />

Das Gebäude mit seiner geplanten Tiefgarage bindet hier rund 4 mit in den anstehenden<br />

Untergrund ein.<br />

Das umliegende Gelände weist ein unregelmäßiges, überwiegend von Nord nach Süd ge-<br />

richtetes Gefälle auf, wobei die Waisenhausstraße mit ihrer zuvor genannten Höhe den tiefs-<br />

ten Punkt dieser Flächen darstellt. Der <strong>Soest</strong>bach verläuft ca. 50 m südlich des Baugebietes<br />

in Ost-West-Richtung.<br />

Es ist festzustellen, dass das Plangebiet historisch bedingt stark anthropogen überprägt ist<br />

und zumindest in den oberflächennahen Schichten und Strukturen stark in seinem ursprüng-<br />

lich natürlichen Aufbau verändert wurde.<br />

So wurde die Fläche, deren südlicher Teil in den Niederungsbereich von <strong>Soest</strong> hineinreicht,<br />

an ihrem südlichen Rand ehemals von einem schwach wasserführenden Gerinne („Wurst-<br />

kessel“ bzw. „Wurstekessel“) durchflossen, der in seinem weiteren Verlauf weiter westlich in


Ingenieure GmbH<br />

Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 4<br />

den <strong>Soest</strong>bach mündete. Der aus alten Karten näherungsweise übernommene Verlauf des<br />

ehemaligen Gerinnes ist im Lageplan der Anlage 1 dargestellt. Dieses Gerinne wurde offen-<br />

bar bereits vor mehreren Hundert Jahren umgelegt bzw. verrohrt. Zudem ist nach Erfah-<br />

rungsberichten davon auszugehen, dass die Wasserführung der aus dem Norden stammen-<br />

den Wasserläufe schon seit Mitte des 19. Jahrhunderts und insbesondere mit dem Bau des<br />

<strong>Soest</strong>er Bahnhofs deutlich zurückgegangen ist. Die ehemalige Trasse des Wurstkessels<br />

stellt in dem hier betrachteten Abschnitt heute keine natürliche oder künstliche Vorflut mehr<br />

dar; vielmehr ist alten Karten zu entnehmen, dass der Wurstkessel bereits weiter östlich an<br />

den <strong>Soest</strong>bach angeschlossen ist (vgl. Anlage 1).<br />

Darüber hinaus wurde die Fläche in ihrer Vergangenheit bereits 2mal umfänglich bebaut<br />

bzw. befestigt:<br />

- um 1700 wurde ein Waisenhaus auf der Fläche errichtet (Umrisse siehe Anlage 1),<br />

- nach dem Krieg im Jahre 1954 wurde das ehemalige Finanzamt in dem Untersu-<br />

chungsgebiet errichtet (Umrisse siehe Anlage1)<br />

Ausgrabungen auf der Fläche zeigen den Fund eines alten gemauerten Kanalteilstücks im<br />

Süden der Bebauungsfläche, was auf den hier gelegenen ehemals verrohrten Verlauf des<br />

ehemaligen Wurstkessels hinweist.<br />

Mit dem kürzlich erfolgten Rückbau des Finanzamtes wurden die ehemaligen Bauwerksreste<br />

aus dem Untergrund entfernt und die Fläche in ihrem zentralen Teil auf einem Niveau von<br />

ca. 87,6 mNN ebenflächig geschottert.<br />

3 Geologische und hydrogeologische Situation<br />

Großräumig betrachtet liegt das Untersuchungsgebiet innerhalb der südlichen Ausläufer des<br />

Münsterländer Kreidebeckens, die im Süden vom ausstreichenden Steinkohlengebirge ein-<br />

gegrenzt werden. Der tiefere Untergrund besteht aus den Schichten des Karbons und De-<br />

vons. Darüber stehen im Untersuchungsraum diskordant abgelagerte Oberkreide-Sedimente<br />

in einer Mächtigkeit von mehreren Dekametern an. Hierbei handelt es sich um die Kalkmer-<br />

gel des Turon und des Cenoman, weiter nördlich auch um die Tonmergel des Coniac. Die<br />

Festgesteinsschichten werden überlagert von Verwitterungsprodukten des Gesteins (Verwit-<br />

terungslehme) sowie von quartären Ablagerungen (Geschiebe, Löss, Auffüllungen).<br />

Als Besonderheit im <strong>Soest</strong>er Raum ist die vom Haarstrang nach Norden einfallenden Krei-<br />

deoberfläche und das gespannte untere Grundwasserstockwerk in der Kreide zu erwähnen,<br />

welches im Stadtgebiet von <strong>Soest</strong> zu teilweise hohen Grundwasserständen und vereinzelten<br />

Quellwasseraustritten führt. Als auffälligste Quelle ist hier der Quellteich am Ostrand des


Ingenieure GmbH<br />

Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 5<br />

<strong>Soest</strong>er Stadtkerns anzuführen, der den Loerbach und im weiteren Verlauf den <strong>Soest</strong>bach<br />

speist. Dieser Quellteich und der weitere Verlauf des Loerbaches und des <strong>Soest</strong>baches be-<br />

finden sich in einer Niederungsstruktur, an welche das vorliegende Plangebiet angrenzt bzw.<br />

in welche es im südlichen Teilbereich einschneidet.<br />

Das vorliegende Plangebiet selbst ist insofern durch eine vergleichsweise mächtige quartäre<br />

Lockergesteinsmächtigkeit von gerundet 10 m und einen vergleichsweise hoch liegenden<br />

Grundwasserspiegel gekennzeichnet, dessen Spiegellage neben den Witterungsbedingun-<br />

gen durch den natürlichen Vorfluter (<strong>Soest</strong>bach) und die Druckwasserhöhen im kretazischen<br />

Grundwasserstockwerk bestimmt werden. Je nach Lage der Messstelle, örtlicher Baugrund-<br />

situation und insbesondere Grad der örtlichen Veränderung der natürlichen Boden- und Ge-<br />

ländestrukturen infolge der historischen Bebauungen und Kriegsbeeinflussungen können<br />

sich deutlich schwankende Grund- oder Schichtwasserspiegel zeigen. Als wichtige und cha-<br />

rakteristische Orientierungswerte können genannt werden:<br />

- In den Ausgrabungen an der Waisenhausstraße wurde der Wasserspiegel in Höhen<br />

von ca. 1 bis 2 m unter GOK angetroffen. Dies entspricht einer Höhe von ca. 85,5 bis<br />

86,5 mNN. Dieser Wasserstand deckt sich mit den aktuell in den Bohrungen durchge-<br />

führten Messungen<br />

- In den im Rahmen der vorliegenden Baugrunderkundungen ausgeführten Bohrungen<br />

zeigen sich zuoberst keine durchgängigen bzw. einheitlichen Wasserführungen. Ein<br />

zusammenhängendes Grundwasser wurde erst in Tiefen von ca. 4 bis 5 m angetrof-<br />

fen wurde (Wasserspiegel bei ca. 83 bis 86 mNN). Bereichsweise werden in den<br />

oberflächenahen Auffüllungen, die überwiegend Mächtigkeiten von 1 bis 2 m aufwei-<br />

sen, Wasserführungen an der Sohle der Auffüllungen angetroffen.<br />

- Bis in größere Tiefen (Nähe Kreideoberfläche) hergestellte und ausgebaute Grund-<br />

wassermessstellen belegen eine Grundwasserdruckfläche von derzeit 87 mNN und<br />

mehr.<br />

In Anlage 3 ist ein vereinfachter geologischer Schnitt durch das Plangebiet dargestellt, in<br />

welchem die beschriebene geolgische Situation als vereinfachtes Drei-Schicht-Modell veran-<br />

schaulicht wird. In hydrogeologischer Sicht dargestellt ist die in den aktuellen Erkundungen<br />

angetroffene Grundwassersituation, wobei in ein sich in den quartären Schluffen ausbilden-<br />

des durchgehendes oberes Grundwasserstockwerk und einen Stau- bzw. Schichtenwasser-<br />

horizont oberhalb dieser Schluffe unterschieden wird. Die Wasserführung innerhalb des mo-<br />

dellierten Stau- und Schichtenwasserhorizontes ist zu großen Teilen jahreszeitlich und witte-<br />

rungsbedingt. Ausweislich vorliegender Altgutachten zum Bau des ehemaligen Finanzamtes<br />

handelt es sich dabei nicht um ein dauerhaft vorhandenes Grundwasserstockwerk. So wird<br />

in einem „Gutachten über die Baugrundverhältnisse auf dem Grundstück an der Waisen-<br />

hausstraße in <strong>Soest</strong>“ aus dem Jahre 1954 folgendes ausgesagt:


Ingenieure GmbH<br />

Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 6<br />

„ …Der Wasserspiegel liegt nur rund 1,50 m unter der Geländeoberfläche und<br />

noch innerhalb der Anschüttung. Es handelt sich dabei um kein dauerhaft anwe-<br />

sendes Grundwasser, sondern um ein jahreszeit- und niederschlagsmäßig be-<br />

dingtes abgetrenntes Nebengrundwasser, dessen Mächtigkeit mit der warmen<br />

Jahreszeit schrumpft. Als Grundwassersohle dient der unterlagernde Schluff, der<br />

seinen eigenen, ständig vorhandenen Wassergehalt aufweist…….“<br />

Die Beschreibungen decken sich mit den Beobachtungen und Ergebnissen aus den aktuell<br />

durchgeführten Baugrunderkundungen und bestätigen das in Anlage 3 dargestellte geotech-<br />

nische Modell des anstehenden Untergrundes.<br />

Die schon aufgrund ihrer Mächtigkeit in bautechnischer Hinsicht bedeutsamen quartären<br />

Lockergesteine bestehen aus vergleichsweise homogenen Schluffen, die zuoberst als jünge-<br />

re und mit zunehmender Tiefe als ältere Lössablagerungen einzustufen sind. Im Übergang<br />

zu den unterlagernden Mergelschichten findet sich in der Regel eine gering mächtige (0 bis<br />

1,5 m) Verwitterungszone, unterhalb derer der Mergel Festgesteinscharakter annimmt.<br />

4 Geotechnische Beurteilung der geplanten Baumaßnahme<br />

Der Standort des geplanten Baukörpers befindet sich ca. 50 m nördlich des <strong>Soest</strong>baches an<br />

der nördlichen Grenze des <strong>Soest</strong>er Niederungsbereiches. Der am Südrand der Fläche das<br />

Plangebiet querende Wurstkessel hat als ehemaliges „Rinnsal“ im <strong>Soest</strong>er Stadtgebiet seine<br />

Entwässerungsfunktion bereits in früheren Zeiten verloren und ist nur noch in Form lokal<br />

vorhandener Gewässerablagerungen oder ehemals erstellter Verrohrungen oder<br />

Einmauerungen nachweisbar. Das Plangebiet ist als inhomogen und aufgrund der Vielzahl<br />

der vorangegangenen anthropogenen Eingriffe (Waisenhaus, Kriegseinwirkungen, Finanz-<br />

amt) bis in Tiefen von rund 85 bis 86 mNN als nachhaltig gestört einzustufen.<br />

Der geplante Baukörper mit einer geplanten Oberkante Bodenplatte von ca. 84 mNN bindet<br />

ca. 2,5 m in die die Auffüllungen unterlagernden und weitgehend ungestörten Schluffe ein.<br />

Die Gründungssohle liegt damit gerundet 5 m oberhalb der unterlagernden Mergelschichten.<br />

Es handelt sich um eine innerstädtische Bebauung unter beengten Verhältnissen. So grenzt<br />

der geplante Baukörper in weiten Teilen an die umliegenden öffentlichen und privaten<br />

Grundstücke an. Die Abstände zu benachbarten Gebäuden betragen dabei teilweise nur ca.<br />

5 bis 10 m.


Ingenieure GmbH<br />

Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 7<br />

Die Gründungsherstellung und Bauausführung des Gebäudes muss unter Berücksichtigung<br />

der geltenden Sicherheitsnormen des Erd- und Grundbaus so erfolgen, dass eine Gefähr-<br />

dung der Tragsicherheit (Standsicherheit) und der Gebrauchstauglichkeit (Verformungen,<br />

Setzungen, etc.) des Bauwerks selbst und der umliegenden Bauwerke und Grundstücke<br />

jederzeit ausgeschlossen ist. Die Ausführung muss daher unter Einsatz eines steifen und<br />

verformungsarmen Verbaus (z.B. Bohrpfahlwand, Schlitzwand) vorgenommen werden, der<br />

unter Beachtung der Anforderungen der DIN 1054 und der EAB auf erhöhten aktiven<br />

Erddruck sowie sämtliche Lasten aus benachbarten und im Lasteinwirkungsbereich der<br />

Baugrube liegenden Bauwerken zu dimensionieren ist. Etwaige Setzungen des benachbar-<br />

ten Geländes werden damit ausgeschlossen bzw. auf ein zulässiges Minimalmaß begrenzt.<br />

Die Ausführung von nachgiebigen Baugrubensicherungen oder auch von sehr steilen Erdbö-<br />

schungen ist zur Sicherung von angrenzenden Bauwerken oder Verformungsbeschränkung<br />

ungeeignet. Ebenfalls ungeeignet ist der Einsatz von rammenden oder mit starken Erschütte-<br />

rungen verbundenen Bauverfahren, um unzulässige Einwirkungen auf die umliegende Be-<br />

bauung auszuschließen.<br />

In Anlage 2 ist das Konzept der geplanten Baugrube veranschaulicht. Aufgrund der teilweise<br />

vergleichsweise großen Aushubtiefen von mehr als 5 m ist der Verbau mindestens einlagig<br />

zu stützen. Da aufgrund der beengten Verhältnisse voraussichtlich auf Rückverankerungen<br />

verzichtet werden muss, ist die Baugrube mit innenliegender Aussteifung zu planen.<br />

Bei der Bauausführung und –planung sind die vorliegenden hydrogeologischen Verhältnisse<br />

und Grundwasserstände zu berücksichtigen. So bindet das Bauwerk sowohl in das anste-<br />

hende obere Grundwasserstockwerk als auch in das jahreszeitlich schwankende Stauwas-<br />

serstockwerk oberhalb der anstehenden Schluffe ein. Entsprechend werden Wasserhal-<br />

tungsmaßnahmen und ein Grundwassermanagement wie folgt erforderlich:<br />

- Die Ausführung einer zu Gebäudesetzungen und Störungen des natürlichen Wasser-<br />

haushaltes führenden Grundwasserabsenkung im Bereich der umliegenden Bauwer-<br />

ke und Grundstücke ist nicht zulässig. Die Baugrube ist daher vom umgebenden<br />

Grundwasserstockwerk durch Anordnung einer wasserdichten Umschließung abzu-<br />

koppeln, so dass sich Grundwasserabsenkungen allein auf den inneren Baugruben-<br />

bereich konzentrieren (vgl. Hinweis in Anlage 3). Eine unzulässige außenliegende<br />

Grundwasserabsenkung findet nicht statt. Die Verbauwände sind daher ca. bis OK<br />

des anstehenden Mergels zu führen und wasserdicht auszuführen. Im Falle einer<br />

Bohrpfahlwand setzt dies eine überschnittene Bohrpfahlanordnung voraus. Das Bau-<br />

werk ist unter Beachtung der vorliegenden Grundwasserdruckverhältnisse auftriebs-<br />

sicher auszulegen.


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Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 8<br />

- Der in Altgutachten als „Nebengrundwasser“ bezeichnete Schichtwasserhorizont<br />

oberhalb der anstehenden Schluffe, der die jeweils höchsten auftretenden Wasser-<br />

stände im Untersuchungsgebiet hervorruft, wird von dem geplanten Gebäude durch-<br />

drungen. Der Gebäudegrundriss stellt insofern eine neuerliche „Sperre“ des natürli-<br />

chen oberflächennahen Wasserabflusses auf einer allerdings gegenüber dem ehe-<br />

maligen Finanzamt und Waisenhaus noch vergrößerten Grundrissfläche dar. Auf-<br />

grund der inhomogenen und anthropogen stark gestörten Geländesituation kann<br />

nicht sicher ausgeschlossen werden, dass insbesondere im Bereich der Hauptan-<br />

strömrichtung des Wassers aus Norden ein lokaler Wasseraufstau über das bisherige<br />

Maß hinausgehend auftreten kann. Eine Regulierung dieser Situation kann mit Hilfe<br />

einer umlaufend in Höhe der Auffüllungen angeordneten Dränge erfolgen, mit der et-<br />

waig im Norden anfallendes Wasser der quasi natürlichen und historisch bedingt vor-<br />

handen Abflussrichtung folgend auf die Südseite des geplanten Bauwerkes geführt<br />

werden kann. Die Dränage gewährleistet die dauerhafte hydraulische Verbindung zu<br />

den auf der Südseite im Bereich der Waisenhausstraße und des <strong>Soest</strong>baches vor-<br />

handenen wasserführenden Auffüllungen. Das Prinzip der Dränage ist schematisch in<br />

Anlage 4 veranschaulicht.<br />

Mit der Dränage besteht die Möglichkeit, eine weitergehende Regulierung der im Umfeld der<br />

Baumaßnahme inhomogenen Wassersituation in den oberflächennahen Schichten vorzu-<br />

nehmen. Durch eine etwaige Anordnung eines „Not“-Überlaufes (vgl. Anlage 4) in die weiter-<br />

führende Vorflut (Regenwasserkanal oder <strong>Soest</strong>bach) kann der maximal auftretende Grund-<br />

wasserstand im Bereich der Waisenhausstraße zusätzlich und in Abstimmung auf die Was-<br />

serführung des <strong>Soest</strong>baches begrenzt werden.


Ingenieure GmbH<br />

Bauvorhaben MMC Kress in <strong>Soest</strong><br />

Geotechnische Beurteilung zum Genehmigungsverfahren vom 10.08.2012 Seite 9<br />

5 Zusammenfassung und abschließende Hinweise<br />

Die Umsetzung der Planungen zur Errichtung eines Markenmodecenters auf den ehemals<br />

durch das Waisenhaus und das Finanzamt bebauten Flächen im Innenstadtbereich von<br />

<strong>Soest</strong> kann ohne unzulässige Gefährdungen oder Einwirkungen erfolgen, wenn die besonde-<br />

ren Anforderungen, die sich aus der hydrogelogischen und innerstädtischen Situation erge-<br />

ben, durch Wahl und Einsatz geeigneter und normgerechter Bauverfahren berücksichtigt<br />

werden. Insbesondere sind nachfolgend zusammengefasste Maßnahmen zu berücksichti-<br />

gen:<br />

- Anordnung einer umlaufenden, steifen und verformungsarmen sowie wasserundurch-<br />

lässigen Verbaukonstruktion.<br />

- Einsatz erschütterungsarmer Verfahren<br />

- Vermeidung einer außenliegenden Grundwasserabsenkung.<br />

- Anordnung einer außenliegenden Dränage zur Vermeidung eines nicht auszuschlie-<br />

ßenden lokalen Wasseraufstaus in den oberflächennahen und wasserableitenden<br />

Auffüllungsschichten.<br />

Die detaillierte Ausführung der Dränage und eines ggf. anzuordnenden Überlaufes in die<br />

Vorflut ist mit der zuständigen Behörde abzustimmen.<br />

Sämtliche Maßnahmen sind durch Beweissicherungsmaßnahmen und fortlaufende<br />

Grundwasserstandsmessungen zu begleiten.<br />

Lünen, den 10.08.2012<br />

TABERG Ingenieure GmbH<br />

i.V.<br />

Dr.-Ing. R. Kockel

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