Dr. Hug Geoconsult GmbH In der Au 25, 61440 Oberursel, (06171) 70 40-0, Fax (06171) 70 40 -70, eMail: [email protected], www.hug-geoconsult.com DB ProjektBau GmbH Niederlassung Mitte Frankfurt am Main Erneuerung der Eisenbahnüberführung über die B 42 in Rüdesheim 2. Bericht: Baugrunduntersuchung und aktualisiertes geotechnisches Gutachten Projekt Nr. 14111101 erstellt im Auftrag der DB Netz AG, Niederlassung Mitte in 3-facher Ausfertigung Oberursel, 28. Juli 2014
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Erneuerung der Eisenbahnüberführung über die B 42 in ......[11] DIN EN 13791: Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken oder in Bauwerksteilen; Deutsche Fassung EN 13791:2007
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Dr. Hug Geoconsult GmbH
In der Au 25, 61440 Oberursel, (06171) 70 40-0, Fax (06171) 70 40 -70, eMail: [email protected], www.hug-geoconsult.com
DB ProjektBau GmbH Niederlassung Mitte Frankfurt am Main
Erneuerung der Eisenbahnüberführung über die B 42 in Rüdesheim
Abb. 13: Bohrkern KB 2 in Kernkiste ....................................................................... 19
Abb. 14: Nennwerte der Pfahlfußflächen und der Pfahlmantelflächen
von Stahlprofilpfählen (aus EA-Pfähle) ...................................................... 47
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die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 6
1. VORBEMERKUNGEN
In Rüdesheim am Rhein überquert die Bahnstrecke 3507 von Wiesbaden Ost nach
Niederlahnstein bei Bahn-km 63,960 die Bundesstraße B 42 (Geisenheimer Straße).
Das bestehende Brückenbauwerk ist infolge von Setzungen stark geschädigt.
Bereits im Jahre 2005 wurden daher von Seiten der Deutsche Bahn AG erste Vorpla-
nungen für eine mögliche Erneuerung der Brücke aufgenommen. Als eine Grundlage
für diese Vorplanungen benötigte man Hinweise zu den Untergrund- und Grundwas-
serverhältnissen. Die DB ProjektBau GmbH, Niederlassung Mitte, erteilte im Juli 2005
der Dr. Hug Geoconsult GmbH im Namen der DB Netz AG den Auftrag, im Bereich der
Brücke eine Baugrunduntersuchung durchzuführen und auf der Grundlage der damit
gewonnenen Erkenntnisse ein geotechnisches Gutachten auszuarbeiten.
Das Gutachten wurde von der Dr. Hug Geoconsult GmbH mit Datum vom 02. Dezem-
ber 2005 unter der Projekt Nr. 05115501 erstattet.
Abb. 1: Eisenbahnüberführung über die B 42 in Rüdesheim
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 7
Unabhängig von den Vorplanungen zur Erneuerung der Brücke war aber auch der Bau
eines etwa 1,6 Kilometer langen Bahntunnels in Verbindung mit einer Verlegung der
Bundesstraße B 42 auf die Bahntrasse im Gespräch. Auf dieses Vorhaben hatten sich
Bund und Land gemeinsam mit der Stadt Rüdesheim und dem Landkreis sowie der
Deutsche Bahn AG im Jahre 1998 verständigt.
Aufgrund dieser Tunnelbaupläne wurden letztlich die parallel dazu aufgenommenen
Vorplanungen zur Erneuerung der Eisenbahnbrücke nicht weiter vorangetrieben.
Aus der 1998 getroffenen Finanzierungsvereinbarung stieg der Bund mittlerweile aus
Kostengründen aus. Aufgrund der gegenüber den ursprünglichen Schätzungen abseh-
bar deutlich höheren Kosten stellt sich das Kosten-Nutzen-Verhältnis für den Bund als
Eigentümer der Deutschen Bahn derart ungünstig dar, dass für ihn die "Bauwürdigkeit"
des angedachten Großbauvorhabens nicht gegeben ist.
Infolgedessen werden nun von der Deutsche Bahn AG Planungen für den Bau einer
neuen Brücke über die Bundesstraße B 42 wieder aufgenommen.
Die Dr. Hug Geoconsult GmbH wurde am 31. März 2014 über die DB ProjektBau
GmbH im Namen der DB Netz AG damit beauftragt, zu den bereits mit den Untersu-
chungen aus dem Jahre 2005 vorliegenden Ergebnissen, ergänzende Baugrundauf-
schlüsse, ergänzende Kernbohrungen durch die Brückenwiderlager sowie laborchemi-
sche Analysen auszuführen und eine Aktualisierung des Gutachtens vom Dezember
2005 vorzunehmen.
Im vorliegenden, aktualisierten Gutachten (2. Bericht) werden sämtliche Ergebnisse
und Erkenntnisse beschrieben und bewertet, die im Rahmen der Erkundungsarbeiten
im Jahre 2005, mit den aktuellen Bohraufschlüssen sowie den damals und heute je-
weils erfolgten laborchemischen und baustofftechnologischen Untersuchungen gewon-
nen wurden.
Es werden weiterhin geotechnische Empfehlungen für die aktuell angedachten Varian-
ten der Brückenerneuerung ausgesprochen. Für Stützbauwerke enthält das vorliegen-
de Gutachten entsprechende Bemessungswerte für Flachgründungen und Tiefgrün-
dungen.
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die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
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2. PLANUNTERLAGEN
Die Ausarbeitung des im Jahre 2005 erstellten Gutachtens [12] erfolgte unter Berück-
sichtigung der nachstehenden Planunterlagen [1] bis [3]:
[1] Kreller OHG: Lageplan Ivl 3507 DS: Strecke Wiesbaden Ost – Niederlahnstein, km 63,488 bis km 64,347, Maßstab 1:1000, 1989
[2] Ingenieurgesellschaft Gnauert u. Partner mbH, Kassel: Vorentwurfspläne: Variante 1a (Plan Nr. VE01, Durchlaufrahmen), Variante 1b (Plan Nr. VE02, Durchlaufrahmen) und Variante 2 (Plan Nr. VE03, Durchlaufträger), Maßstab 1:100 / 1:50, September 2005
[3] Magistrat der Stadt Rüdesheim am Rhein: Flurstücksplan mit Angaben von Höhen von Kanalschachtbauwerken, Maßstab 1:500, 20.09.2005
Zur Anfertigung des vorliegenden, aktualisierten Gutachtens wurden von der DB Pro-
jektBau GmbH ergänzend die nachfolgend genannten Entwurfsskizzen zu den ange-
dachten Ausführungsvarianten zur Verfügung gestellt:
[4] DB ProjektBau GmbH, Niederlassung Mitte, Frankfurt am Main: Entwurfs-skizzen, Maßstab 1:250, zugesandt per E-Mail vom 03. Juli 2014
[4a] Variante Stabbogen
[4b] Variante Stahltrog
[4c] Variante Stahlbetonrahmen
Darüber hinaus wurden folgende Unterlagen verwendet:
[5] Mitteilungen der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA): Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Reststoffen / Abfällen – Techni-sche Regeln, 5. erweiterte Auflage, 06. November 2003
[6] Deponieverordnung, Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts (DepV) vom 27.04.2009, BGBl. I Nr. 22 vom 29.04.2009, S. 900 ff
[7] Deutsche Bahn AG: Technische Richtlinie 880.4010 „Verwertung von Altschot-ter“, gültig ab 01. Februar 2003
[8] Deutsche Bahn Gruppe, DB Netz AG: Richtlinie 804: "Eisenbahnbrücken (und sonstige Ingenieurbauwerke) planen, bauen und instand halten", gültig ab 01.01.2013
[9] Deutsche Bahn Gruppe, DB Netz AG: Richtlinie 835: "Bauwerke abdichten, Hinweise für die Abdichtung von Ingenieurbauwerken (AIB)", Fassung vom 01. September 1999
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[10] Deutsche Bahn Gruppe, DB Netz AG: Richtlinie 836: "Erdbauwerke und sons-tige geotechnische Bauwerke planen, bauen und instand halten", gültig ab 01.02.2013
[11] DIN EN 13791: Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken oder in Bauwerksteilen; Deutsche Fassung EN 13791:2007
[12] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V.: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßen-bau (ZTV E-StB), Ausgabe 2009.
[13] Dr. Hug Geoconsult GmbH: "Erneuerung der Eisenbahnüberführung über die B 42 in Rüdesheim; Baugrunduntersuchung und geotechnisches Gutachten", Projekt Nr. 05115501, Datum: 02.Dezember 2005
3. BESTANDSSITUATION UND ANGEDACHTE VARIANTEN DER
BRÜCKENERNEUERUNG
Die Eisenbahnstrecke 3507 von Wiesbaden Ost nach Niederlahnstein quert im Süden
von Rüdesheim am Rhein die Bundesstraße B 42. Das Gelände ist großräumig von
Norden nach Süden, zum Rhein hin, geneigt.
Abb. 2: Übersichtslageplan
Projektgebiet
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Die Eisenbahnüberführung besteht aus einem Stahltrogüberbau auf Widerlagern, die
als Schwergewichtsmauern aus Stahlbeton ausgebildet sind. Die Lastabtragung erfolgt
sowohl über die Stahlbetonmauern als auch über Stahl-Einzelstützen unter dem Stahl-
trog.
Abb. 3 Stahl-Fachwerküberbau und Stahlbetonwiderlager
Im Hinblick auf die Erneuerung des Brückenbauwerks betreibt die DB ProjektBau
GmbH derzeit eine Variantenstudie. Auf der nachfolgenden Seite 10 sind die betrachte-
ten Varianten, die unter ausführungstechnischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten
gegeneinander abgewägt werden, aufgezeigt.
Um die Forderung nach dem lichten Maß im Bereich der Unterquerung zu erfüllen, wird
es bei jeder der drei Varianten erforderlich sein, die Geisenheimer Straße abzusenken.
Nach den Angaben in den Skizzen zu den drei Varianten [4] ergibt sich im Falle der
Ausführung einer Stabbogenbrücke (Variante ) die notwendige Absenkung der
Geisenheimer Straße zu ca. 0,5 m. Bei Ausführung eines Stahltrogs nach der Varian-
te wäre die Straße um ca. 0,3 m abzusenken. Sollte sich für die Ausführung in Form
eines Stahlbetonrahmens nach Variante entschieden werden, müsste die
Geisenheimer Straße um ca. 1,1 m abgesenkt werden.
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Variante : Stabbogenbrücke
Abb. 4: Entwurfsskizze Stabbogenbrücke (Ausschnitt aus [4a])
Variante : Stahltrog
Abb. 5: Entwurfsskizze Stahltrog (Ausschnitt aus [4b])
Variante : Stahlbetonrahmen
Abb. 6: Entwurfsskizze Stahlbetonrahmen (Ausschnitt aus [4c])
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Es wird davon ausgegangen, dass die Erneuerung der Brücke unter Aufrechterhaltung
des Bahnverkehrs erfolgen muss. Hierfür sind als Bauzwischenzustand Hilfsbrücken
vorgesehen. Während des Abbruchs der bestehenden Brücke verläuft der Schienen-
verkehr bis zur Fertigstellung des neuen Bauwerks über die Hilfsbrücken.
Die derzeit bestehenden Widerlager bilden mit der Achse der Bahntrasse einen spitzen
Winkel. Eine derartige Ausführung ist nach den Angaben der Projektleitung der DB
ProjektBau GmbH nicht mehr zulässig. Die lastabtragenden, stützenden Elemente
müssen nach den aktuell geltenden Vorschriften senkrecht zur Bahnachse angelegt
werden. Exemplarisch ist in der nachfolgenden Abbildung eine mögliche Anordnung
und Ausbildung der Widerlager im Falle der Variante dargestellt. Vor den tragenden
Widerlagern sind Verblendungen möglich.
Abb. 7: Entwurfsskizze Widerlageranordnung bei Variante (Ausschnitt aus [4b])
4. DURCHGEFÜHRTE UNTERSUCHUNGEN
4.1 Felduntersuchungen
4.1.1 Erkundungen im Jahre 2005
Zur Erkundung der örtlichen Untergrundverhältnisse und zwecks Entnahme von Pro-
ben für laborchemische und bodenphysikalische Untersuchungen wurde im Jahre 2005
im Bereich des Brückenbauwerks eine Kombination aus tieferreichenden Rotations-
1) abhängig von der jeweiligen Zusammensetzung bzw. Lagerungsdichte/ Konsistenz 2) Die bindigen Böden reagieren empfindlich auf Wasserzutritte und mechanische Beanspruchung. Sie ändern bei Wasserzufuhr ihre Festigkeit und können dann die Eigenschaften von Böden der Klasse 2 (fließende Bodenarten) annehmen. 3) Ersatzkennwerte
Für erdstatische Berechnungen und Vordimensionierungen sind die Ausführungen in
Kapitel 3 der DIN 1054: 2010-12 zu berücksichtigen.
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5.5 Erdbebenbemessung
Im Hinblick auf die Erdbebenbemessung sind generell die Ausführungen der DIN EN
1998-1: 2010-12 zu beachten. Rüdesheim am Rhein gehört, bezogen auf die Koordina-
ten der Ortsmitte, gemäß nationalem Anhang DIN EN 1998-1/NA:2011-01 zur Erdbe-
benzone 0 sowie zur Untergrundklasse R (Gebiete mit felsartigem Gesteinsunter-
grund).
6. GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE
6.1 Allgemeines
Die generelle Hydrogeologie im Projektgebiet ist durch die mächtigen quartären Ter-
rassensande und -kiese (Porenwasserleiter) gekennzeichnet, in denen sich das
Grundwasser großräumig und korrespondierend zum benachbarten Rhein einstellt.
6.2 Lokale Verhältnisse
Bei den Erkundungen im September 2005 wurde, den allgemeinen hydrogeologischen
Verhältnissen entsprechend, Grundwasser in den terrassenförmig abgelagerten San-
den und Kiesen des Rheins angetroffen. Das Grundwasser stand bei den Messungen
im September 2005 zwischen etwa 79,7 mNN (BK 2 am 30.09.2005) und 80,6 mNN
(BK 1 am 28.09.2005).
Die Lößböden und Auelehme, welche die Terrassensande und –kiese überlagern, sind
erfahrungsgemäß im Sinne der DIN 18130 Teil 1 schwach durchlässig (kf = 10-6 m/s bis
10-8 m/s). Sie wirken daher gegenüber einem Grundwasseranstieg sperrend. Umge-
kehrt kann über diese Böden Wasser nur schlecht versickern. Aufgrund dessen wurde
das Grundwasser bei BK 2, wo die bindig geprägten Böden im Vergleich zu den nördli-
cher gelegenen Bohrungen tiefer reichen, in den quartären Kiessanden in gespanntem
Zustand festgestellt. Nach dem Durchörtern der sperrend wirkenden Lößschichten
stieg das Grundwasser im Bohrloch um rund 3 m an.
Im April 2014 wurde am Bohrpunkt BK 4 in der Zone der quartären Terrassensande
gespanntes Grundwasser angetroffen. Der Anschnitt der wasserführenden Schicht
erfolgte ca. 3,8 m unter Bohransatzniveau, entsprechend auf ca. 79,7 mNN. Es ent-
spannte sich im Bohrloch um ca. 0,2 m auf ca. 79,9 mNN.
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Innerhalb der Zone des anstehenden devonischen Tonschiefers wurde eine weitere
wasserführende Schicht in ca. 14,5 m Tiefe unter Geländeoberfläche angetroffen.
Nach dem Ergebnis der im Jahre 2005 an einer Grundwasserprobe aus BK 1 durchge-
führten Analyse nach DIN 4030 ist das Grundwasser nicht betonaggressiv (siehe Anla-
ge 4.8/4.9).
Auch die Analyse an der im April 2014 aus der Bohrung BK 4 entnommenen Wasser-
probe weist für diese keine Betonaggressivität aus (siehe Anlagen 4.17/4.18).
Unmittelbar südlich der Eisenbahnüberführung befindet sich das Gelände der Feuer-
wehr. Nach Angaben von Angehörigen der Feuerwehr soll es in den zurückliegenden
Jahren wiederholt vorgekommen sein, dass sich bei extremen Niederschlagsereignis-
sen Oberflächenwasser im Bereich der Fahrbahn unter der Brücke eingestaut hat. Die
Kanalisation soll nicht in der Lage gewesen sein, das zuströmende Wasser aufzuneh-
men. Nach den Schilderungen soll es bei derartigen Ereignissen zu einem besonders
starken Zufluss von Oberflächenwasser aus den höheren Lagen nördlich der Brücke
kommen. Auf dem Gelände der Feuerwehr wurde aufgrund dessen erst vor wenigen
Jahren ein Entlastungskanal gebaut, der einzig der Aufgabe dient, in derartigen Ext-
remsituationen die im Straßenraum vorhandene Kanalisation bei der Entwässerung
des Tiefpunkts der Straße unter dem Brückenbauwerk zu unterstützen.
Die Straßenoberfläche der B 42 hat nach den Angaben im Kanalisationsplan [3] und
den Schnittdarstellungen in den Vorentwürfen [2] im Bereich unter der Brücke etwa die
Höhe 82,0 mNN bis 82,1 mNN.
Gemäß den Ausführungen in Kapitel 3 wird im Zuge einer Erneuerung der Eisenbahn-
brücke eine Absenkung der Geisenheimer Straße im Bereich der Unterquerung des
Brückenbauwerks erforderlich. Das Maß der erforderlichen Tieferlegung der Straße
wird in Abhängigkeit der letztlich gewählten Ausführungsvariante zwischen etwa 0,3 m
(Variante Stahltrog) und etwa 1,1 m (Variante Stahlbetonrahmen) betragen.
Nach den Ergebnissen der Baugrundaufschlüsse ist damit zu rechnen, dass auch bei
einer eventuellen Flachgründung die Gründungskörper mit dem Grundwasser in den
Terrassensedimenten in direkten Kontakt kommen werden.
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7. ABFALLTECHNISCHE UNTERSUCHUNGEN
7.1 Bewertungsgrundlagen
Zur abfalltechnischen Bewertung von Schadstoffgehalten im Boden und/oder in einem
Bauschutt werden im Hinblick auf eine offene Verwertung (d. h. außerhalb von Depo-
nien) des Materials primär die Zuordnungswerte der LAGA "Anforderungen an die stoff-
liche Verwertung von mineralischen Reststoffen/Abfällen – Technische Regeln" [5]
herangezogen. Erfolgt eine deponietechnische Verwertung, ist zur Einstufung des Ma-
terials in die verschiedenen Deponieklassen die Deponieverordnung (DepV) [6] heran-
zuziehen.
Eine deponietechnische Verwertung wird in der Regel immer erforderlich, wenn die
Zuordnungswerte der LAGA für Material der Einbauklasse Z 2 überschritten sind. In
den meisten Fällen kann auch ein Material der Einbauklasse Z 2 ohne weitere Vorbe-
handlung keiner offenen Verwertung mehr zugeführt werden und ist dann ebenfalls
unter Berücksichtigung der DepV einzustufen.
In der „LAGA“ sind für eine umfangreiche Parameterliste verschiedene Zuordnungs-
werte (Z 0 bis Z 2) angegeben, nach denen die „Einbauklassen (EK)“ u. a. für Aushub-
böden und Bauschutt festgelegt werden. Die einzelnen Einbauklassen haben im Hin-
blick auf die Anforderungen an die Verwertung folgende Bedeutung:
EK Z 0: Uneingeschränkter Einbau ist in der Regel möglich. Die bodenmechani-schen Eigenschaften und die Zusammensetzung der betreffenden Mate-rialien sind bei der Auswahl der Verwertungsstelle allerdings auch zu be-rücksichtigen.
EK Z 1: In der Regel eingeschränkter offener Einbau (z. B. in hydrogeologisch günstigen, gegebenenfalls auch in hydrogeologisch ungünstigen Gebie-ten) möglich; es wird in die Einbauklassen Z 1.1 und Z 1.2 unterschieden.
EK Z 2: Eingeschränkter offener Einbau mit definierten technischen Sicherungs-maßnahmen (z. B. als Lärmschutzwall, Straßentragschicht in hydrogeo-logisch günstigen Gebieten) ist in Abstimmung mit der Abfallbehörde ge-gebenenfalls möglich; alternativ dazu erfolgt eine deponietechnische Verwertung.
Die Zuordnungswerte der „DepV“ haben im Hinblick auf die Einstufung eines Materials
in die verschiedenen Deponieklassen (DK) folgende Bedeutung:
DK 0: Einbau in Deponien der Klasse 0. Bei Deponien der Klasse 0 handelt es sich um oberirdische Deponien für nicht gefährliche Inertabfälle, die die Zuordnungskriterien für die DK 0 einhalten.
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DK I: Einbau in Deponien der Klasse I. Bei Deponien der Klasse I handelt es sich um oberirdische Deponien für nicht gefährliche Abfälle, die die Zu-ordnungskriterien für die DK I einhalten.
DK II: Einbau in Deponien der Klasse II. Bei Deponien der Klasse II handelt es sich um oberirdische Deponien für nicht gefährliche Abfälle, die die Zu-ordnungskriterien für die DK II einhalten.
DK III : Einbau in Deponien der Klasse III. Bei Deponien der Klasse III handelt es sich um oberirdische Deponien für nicht gefährliche und gefährliche Ab-fälle, die die Zuordnungskriterien für die DK III einhalten. Es handelt sich in der Regel um gefährliche Abfälle, wenn diese die entsprechenden, in der Abfallverzeichnisverordnung (AVV) angegebenen toxischen Merkma-le aufweisen. Bezüglich der Überschreitung verschiedener toxisch nicht oder nur wenig relevanter Parameter bestehen bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen Ausnahmekriterien. Das Material ist in diesen Fällen als nicht gefährlicher Abfall einzustufen und kann gegebenenfalls auch auf Deponien der Klassen I oder II eingebaut werden.
DK IV: Beseitigung in Deponien der Klasse IV. Bei Deponien der Klasse IV han-delt es sich um Untertagedeponien für gefährliche Abfälle, die die Zuord-nungskriterien der DK III überschreiten. Bezüglich der Überschreitung verschiedener toxisch nicht oder nur wenig relevanter Parameter beste-hen bei Einhaltung bestimmter Randbedingungen Ausnahmekriterien und das Material ist in diesen Fällen als nicht gefährlicher Abfall einzustufen und kann auf Deponien der Klasse III bzw. gegebenenfalls auch auf De-ponien der Klassen I oder II eingebaut werden.
Ergänzend zu dem mit der LAGA [5] und der DepV [6] abgedeckten Parameterumfang
kann es im Hinblick auf die Deponierung des hier betrachteten potenziellen Ausbauma-
terials erforderlich werden, dass entsprechend der konkreten Annahmekriterien der in
Frage kommenden Deponiebetriebe zum gegebenen Zeitpunkt noch weitere in [5] und
[6] nicht erfasste „deponiespezifische“ Parameter analysiert werden müssen. Für die
betreffenden Parameter gelten in der Regel betriebseigene „Annahmegrenzwerte“, die
einzuhalten sind.
Die Rückstellproben bewahren wir für solche Untersuchungen bis 12 Monate nach dem
Entnahmedatum auf.
Für die Bewertung der Verwertungsmöglichkeiten von Altschotter existiert eine Richtli-
nie der Deutschen Bahn (TR Altschotter), die sich an der bundesweiten Richtlinie der
Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) vom 06. November 2003 und an dem Ent-
wurf „Technische Regeln (TR) für die Verwertung – TR Altschotter“ der LAGA (Stand
vom 13.11.2000) orientiert [6].
Bei Anwendung der TR Altschotter sind Analysen an der Feinfraktion des Schotterma-
terials (Korngröße 0 - <22,4 mm) vorzunehmen. Die ermittelten Analyseergebnisse
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die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
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sind auf die Gesamtfraktion hochzurechnen. Hierbei soll von einem Feinkornanteil von
in der Regel 25 % ausgegangen werden.
7.2 Durchgeführte laborchemische Untersuchungen
7.2.1 Laborchemische Untersuchungen im Jahre 2005
Aus dem im Jahre 2005 entnommenen Gleisschotter wurde eine Mischprobe MP 1
hergestellt. Des Weiteren wurden repräsentative Einzelproben aus den Auffüllungen
und den anstehenden Auelehmen aus den Bohrungen im Dammbereich zu Mischpro-
ben zusammengestellt. Die Mischproben setzen sich wie folgt zusammen:
Tab. 3: Zusammensetzung der 2005 untersuchten Mischproben
Probenbe-zeichnung
Bohrung / gestörte Probe (Tiefe unter Gel. In m)
Material
Mischprobe MP 1
BS 1: G 1 (0,0 – 0,9) BS 2: G 1 (0,0 – 1,2)
Gleisschotter (Auffüllung)
Mischprobe MP 2
BS 2: G 2 (1,2 – 2,0) BS 2: G 3 (2,0 – 2,8) BS 2: G 6 (4,0 – 5,0)
Auffüllungen aus dem Bahndamm (verlehmter Basaltschotter)
Mischprobe MP 3
BS 1: G 9 (6,4 – 7,2) BS 2: G 8 (6,0 – 7,0)
anstehende Auelehme
Die Mischproben MP 2 und MP 3 wurden gemäß der LAGA-Richtlinie auf die Parame-
ter der Tabellen II.1.2-2 und II.1.2-3 analysiert.
Da der Feinkornanteil an den entnommenen und zu der Mischprobe MP 1 zusammen-
gestellten Schotterproben sehr gering war (schätzungsweise < 3-5 %), wurde auch die
Mischprobe MP 1 als Ganzes auf die Parameter der Tabellen II.1.2-2 und II.1.2-3 nach
der LAGA-Richtlinie untersucht.
Die Analysen erfolgten durch das akkreditierte Prüflabor chemlab GmbH in Bensheim.
7.2.2 Laborchemische Untersuchungen im Jahre 2014
Die Gleisschotterproben, die wir am 28. April 2014 an den im Lageplan der Anlage 1.1
mit SCH 1/14 und SCH 2/14 gekennzeichneten Stellen entnommen haben, wurden
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die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 34
jeweils nach der Altschotterrichtlinie analysiert. Zudem wurden die Gleisschotterproben
auf Herbizid-Belastungen untersucht.
7.3 Ergebnisse
7.3.1 Mischprobe MP 1 (Gleisschotterprobe von 2005)
Der Prüfbericht Nr. 25102682.3 der chemlab GmbH mit den Ergebnissen der an den
Mischproben MP 1 bis MP 3 durchgeführten Analysen nach LAGA-Boden und den zur
Bewertung jeweils heranzuziehenden Richt- / Orientierungswerten ist diesem Bericht
als Anlage 4.1 bis 4.7 beigefügt.
An der untersuchten Gleisschottermischprobe MP 1 wurde lediglich für den Parameter
Nickel mit 70,7 mg/kg mT ein Wert oberhalb des Orientierungswertes für die Einbau-
klasse Z 0 nachgewiesen. Für alle anderen Parameter ergaben sich Gehalte im Rah-
men der Orientierungswerte Z 0 nach LAGA.
Der Gehalt an Nickel im Feststoff erfordert für die Mischprobe MP 1 eine Zuordnung in
die Einbauklasse Z 1.1 nach der LAGA-Richtlinie für Böden.
7.3.2 Gleisschotterproben SCH 1 und SCH 2 (Gleisschotterproben von 2014)
Die nachfolgende Tabelle 4 enthält die Zusammenstellung der Ergebnisse der an den
Gleisschotterproben aus den Schürfen SCH 1 und SCH 2 durchgeführten laborchemi-
schen Untersuchungen. Dabei sind nur die Parameter oberhalb der Zuordnungswerte
Z 0 der nach der Altschotterrichtlinie zu analysierenden Parameter aufgelistet. Die
Feststoffuntersuchungen sind mit (F), die Eluatuntersuchungen mit (E) gekennzeich-
net.
Im Detail sind die Analysenergebnisse dem Prüfbericht Nr. 14041860.2 der chemlab
GmbH vom 12. Mai 2014 zu entnehmen, der in den Anlagen 4.10 bis 4.16 einzusehen
ist.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 35
Tab. 4: Einstufung der untersuchten Gleisschotterproben Sch 1 und Sch 2
Probe Untersuchtes
Material Parameter oberhalb des Zuordnungswertes Z 0
Zuordnung nach Altschotterricht-
linie
Schotter Sch 1
Gleisschotter, entnommen an der Schürfstelle SCH 1/14 aus einem Tiefenbereich von 0,0 m
bis 0,8 m
Benzo(a)pyren (F).........Z 2
Summe PAK (F).............Z 1.2
Chrom-ges. (F)...............Z 1.2
Kupfer (F).......................Z 1.2
Nickel (F)........................Z 1.1 >Z 2
Glyphosat........................Z 2
AMPA............................>Z 2
Schotter Sch 2
Gleisschotter, entnommen an der Schürfstelle SCH 2/14 aus einem Tiefenbereich von 0,0 m
bis 0,8 m
Benzo(a)pyren (F).........Z 2
Summe PAK (F).............Z 2
Blei (F)............................Z 1.1
Chrom-ges. (F)...............Z 1.1
Kupfer (F).......................Z 1.2
Nickel (F)........................Z 1.1
Quecksilber (F)...............Z 1.1
Zink (F)...........................Z 1.1
Z 2
Glyphosat........................Z 2
AMPA..............................Z 2
7.3.3 Mischprobe MP 2 (Auffüllungen des Bahndamms)
Für die Mischprobe MP 2 wurden für folgende Parameter Konzentrationen nachgewie-
sen, die oberhalb der Orientierungswerte für die Einbauklasse Z 0 nach LAGA-Boden
liegen:
Summe PAK1-16 = 1,28 mg/kg mT Z 1.1
Nickel = 55,8 mg/kg mT Z 1.1
pH-Wert im Eluat = 9,11 Z 1.2
Formal ist die Mischprobe MP 2 damit der Einbauklasse Z 1.2 zuzuordnen.
Nach den Ausführungen in Kapitel 7.1 ist nach dem formalen Ergebnis der Mischpro-
benanalyse MP 2 nur ein eingeschränkter offener Wiedereinbau unter Berücksichti-
gung bestimmter Nutzungseinschränkungen möglich. Grundvoraussetzung für einen
offenen Einbau sind in diesem Fall günstige hydrologische Verhältnisse.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 36
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass der pH-Wert kein Schadstoff
im eigentlichen Sinne darstellt. Nach den Ausführungen in der LAGA-Richtlinie stellen
daher niedrige pH-Werte allein kein Ausschlusskriterium dar. Bei hohen pH-Werten,
wie sie hier nachgewiesen wurden, ist die Ursache zu klären. Da in den Auffüllungen
keine Zement-, Beton- oder Kalkbestandteile festgestellt werden konnte, fehlt ein ein-
deutiger Hinweis auf die erhöhten pH-Werte.
7.3.4 Mischprobe MP 3 (anstehende Auelehme)
Aus der tabellarischen Zusammenstellung der Ergebnisse in den Anlagen 4.6 und 4.7
ist ersichtlich, dass weder im Feststoff noch im Eluat erhöhte Konzentrationen gemes-
sen werden konnten. Die anstehenden Auelehme gelten damit im Sinne der LAGA-
Boden [5] als unbelastet und sind gemäß dieser Richtlinie in die Einbauklasse Z 0 ein-
zustufen. Das heißt, Auelehme, die beim Abbruch der bestehenden Eisenbahnüberfüh-
rung und dem Neubau anfallen, können nach dem Ergebnis der Stichprobenanalyse
aus abfalltechnischer Sicht uneingeschränkt verwertet werden.
7.4 Ergänzende Hinweise
Generell ist im Zusammenhang mit den abfalltechnischen Untersuchungen darauf hin-
zuweisen, dass in den durch die Bohrungen nicht erfassten Bereichen bzw. den an-
dersartig zusammengesetzten, nicht explizit untersuchten Auffüllungen und anstehen-
den Böden aus den Bohrungen BS 1, BS 2, BK 1, BK 2 und BK 4 erhöhte Schadstoff-
gehalte nicht gänzlich ausgeschlossen werden können.
Aus diesem Grund sollten in der Ausschreibung Eventualpositionen für die Verwer-
tung / Entsorgung von Böden bis jeweils einschließlich Z 2 nach LAGA [5] bzw. Depo-
nieklassen DK I bis DK III nach der Deponieverordnung [6] mit aufgenommen und kri-
tisch geprüft (Einheitspreise!) werden.
Sollten im Zuge der Umbaumaßnahmen / Aushubarbeiten sensorische Auffälligkeiten
an den Asphaltdecken der Straßen, den Auffüllungen oder den anstehenden Böden
auftreten (z. B. Farbe, Geruch), sind zu deren Beurteilung und zur Festlegung der wei-
teren Vorgehensweise der Bauherr, sein Vertreter und / oder der Fachgutachter unmit-
telbar zu benachrichtigen.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 37
8. ERGEBNISSE DER DRUCKFESTIGKEITSUNTERSUCHUNGEN
Aus den Widerlagern der Eisenbahnbrücke wurden im Jahre 2005 vier Bohrkerne ge-
zogen. Da die zunächst entnommenen Bohrkerne KB 1 und KB 2 seinerzeit vor Ort
durch Unbefugte entwendet wurden, wurde an beiden Widerlagern nochmals gebohrt
und diese weiteren Bohrkerne mit KB 3 und KB 4 bezeichnet.
Im April 2014 wurde auftragsgemäß an den beiden Widerlagern nochmals je eine
Kernbohrung vorgenommen. Die Kernbohrung am nördlichen Widerlager bezeichneten
wir mit KB 1, die Kernbohrung am südlichen Widerlager mit KB 2 (siehe Kapitel 4.2.5).
An den aus den Bohrkernen präparierten Probekörpern wurden die Druckfestigkeiten
bestimmt. Die Laborversuche wurden von der Hochtief Construction AG (2005) bzw.
der Hochtief Engineering GmbH (2014) in Mörfelden-Walldorf durchgeführt.
Das Ergebnisprotokoll vom 24. November 2005 mit den genauen Bezeichnungen der
aus den Bohrkernen KB 3 und KB 4 entnommenen Probekörper und den tabellarisch
aufgelisteten Ergebnissen ist diesem Gutachten als Anlage 6 beigefügt.
Die Anlage 7 enthält das Prüfzeugnis Nr. 2014/0352 der Hochtief Engineering GmbH
und die zugehörige Fotodokumentation vom 12. bzw. 15. Mai 2014 mit den Ergebnis-
sen der an den Probekörpern aus den Bohrkernen KB 1 und KB 2 ermittelten Druckfes-
tigkeiten.
In der Tabelle 5 auf der nachfolgenden Seite 38 sind die Ergebnisse der im November
2005 und im Mai 2014 an Probekörpern aus Bohrkernen aus den Brückenwiderlagern
ssg* = charakteristische Setzung zur Mobilisierung der Bruchmantelreibung für den setzungsabhängigen charakteristischen Pfahlmantelwiderstand, mit Rs,k(ssg*) = Rs,k(ssg)
ssg = Grenzsetzung für den setzungsabhängigen charakteristischen Pfahlman-telwiderstand (ssg = sg)
Deq = äquivalenter Pfahldurchmesser
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 46
Tab. 9: Charakteristischer Pfahlspitzenwiderstand qb,k für Fertigrammpfähle
Fertigrammpfähle
Charakteristischer Pfahlspitzenwiderstand qb,k in [kN/m²]
Bodenart Bezogene Pfahlkopfsetzung s/Deq
0,035 0,100
Terrassensande und Terrassenkiese 6500 10000
Tonschiefer, zersetzt
(primär bindiger Felszersatz) 650 950
Tonschiefer, verwittert 4000 8250
Tab. 10: Anpassungsfaktoren für Spitzen- und Mantelwiderstand von Fertigrammpfählen nach EA-Pfähle
Anpassungsfaktoren für Spitzenwiderstand (b) und Mantelwiderstand (s)
von Fertigrammpfählen
Pfahltyp b s
Stahlbeton und Spannbeton 1,00 1,00
Stahlträgerprofil 1)
(h 0,50 m und h / bF ≤ 1,5)
S = 0,035 . Deq 0,61 – 0,30 . h / bF 0,60
S = 0,10 . Deq 0,78 – 0,30 . h / bF
Doppeltes Stahlträgerprofil 0,25 0,60
Offenes Stahlrohr und Hohlkasten
(0,3 m ≤ Db ≤ 0,80 m) 0,95 . e-1,2 Db 1,1 . e-0,63 Db
Geschlossenes Stahlrohr (Db ≤ 0,80 m) 0,80 0,60
1) h = Höhe des Stahlträgeprofils, bF = Flanschbreite des Stahlträgerprofils
Wegen des herstellerspezifischen Charakters bei der Durchführung bzw. Herstellung
von Rammpfahlgründungen liegt die Festlegung der jeweiligen Ausführungsparameter
(z. B. Anzahl und Einbindelänge der Pfähle, Bemessungskriterien) in der Regel beim
ausführenden Unternehmen und beruht auf Erfahrungen in der Ausführung bzw. ent-
sprechenden Rechenmodellen. Die Tragfähigkeit der Tiefgründung sowie die Einhal-
tung der entsprechenden Anforderungen (Verformungen) sollten deshalb bei der Auf-
tragserteilung durch den Auftragnehmer bestätigt, vor oder in der Ausführungsphase
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 47
durch (statische) Probebelastungen nachgewiesen und für den Zeitraum nach der
Durchführung der Arbeiten garantiert werden.
Beim Einbringen der Pfähle treten naturgemäß Erschütterungen auf. Im Hinblick auf
die bestehenden Nachbarbebauungen ist es gegebenenfalls (je nach Pfahl, Gerät,
Einbringart) sinnvoll, Erschütterungsmessungen zu Beginn der Arbeiten (1. Pfahl)
durchführen zu lassen.
Im Hinblick auf die generelle örtliche Baugrundsituation, bei der von ab unterschiedli-
chen Tiefen anstehendem Tonschiefer in unterschiedlichen Zersetzungs- und Verwitte-
rungsgraden ausgegangen werden muss, ist grundsätzlich auch das Auftreten von
Widerständen nicht ausgeschlossen, die der Ausführung von Rammpfählen bis in die
Zone dieser anstehenden Böden hinein hinderlich sein können.
Die nachfolgende Abbildung aus der EA-Pfähle verdeutlicht den Ansatz der Pfahlfuß-
flächen und der Pfahlmantelflächen in Abhängigkeit der Profile von Fertigrammpfählen.
Abb. 14: Nennwerte der Pfahlfußflächen und der Pfahlmantelflächen von Stahlprofilpfählen (aus EA-Pfähle)
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 48
9.2.3 Mikropfähle nach DIN EN 14199:2005
Bei Mikropfählen erfolgt die Lastabtragung in den Baugrund über die Mantelreibung.
Die Kraftübertragung zum umgebenden Baugrund wird durch Verpressen mit Beton
oder Zementmörtel erreicht.
Für die Vordimensionierung von Mikropfählen kann von folgenden Erfahrungswerten
der Pfahlmantelreibung für den Grenzzustand der Tragfähigkeit ausgegangen werden:
Tab. 11: Charakteristische Pfahlmantelreibung qs,k für verpresste Mikropfähle (Ds ≤ 0,30 m)
Anstehender Boden Bruchwert der Pfahlmantelreibung qs,k
Entsprechend den Ausführungen in Kapitel 8.3 werden im konkreten Fall Flachgrün-
dungen abgeraten und Tiefgründungen favorisiert.
Der Vollständigkeit halber werden dennoch nachstehend Angaben für Flachgründun-
gen mittels Streifen- und Einzelfundamenten geliefert. Die Bemessungswerte des
Sohlwiderstandes σR,d sind durch computergestützten Einsatz unter Berücksichtigung
der auf der Südseite der Geisenheimer Straße mit der Bohrung BK 2 erkundeten un-
günstigeren Baugrundschichtung ermittelt worden.
Von einer Absetzung der Fundamente in den natürlich anstehenden Lößböden ausge-
hend, können für die Bemessung von Streifenfundamenten, in Abhängigkeit der jewei-
ligen Fundamentbreite und Einbindetiefe, die in der Tabelle 12 angegebenen Bemes-
sungswerte σR,d des Sohlwiderstands angesetzt werden.
Für die angegebenen Bemessungswerte ist die erforderliche Sicherheit gegen Grund-
bruch in jedem Fall gegeben. Die Werte sind in Schrittweiten von 5 kN/m² jeweils nach
unten hin abgerundet angegeben.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Tab. 12: Bemessungswerte σR,d des Sohlwiderstands für Streifenfundamente auf der Grundlage einer ausreichenden Grundbruchsicherheit
Streifenfundamente (Gründung in quartären Lößböden)
Bemessungswerte σR,d des Sohlwiderstands [kN/m²]
Tiefe [m] Fundamentbreite [m]
2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
1,5 375 395 950 915 805 785 780
1,8 405 680 1155 905 845 835 840
2,0 420 910 1100 910 870 865 875
ACHTUNG - Die angegebenen Werte sind Bemessungswerte des Sohlwiderstands, keine aufnehmbaren Sohldrücke nach DIN 1054:2005-01 und keine zulässigen Bodenpressun-gen nach DIN 1054:1976-11.
Die Angaben in der Tabelle 12 beziehen sich auf mittig belastete Fundamente. Bei
außermittiger Belastung ist der Bezug auf die Ersatzfläche A’ herzustellen.
Bei voller Ausnutzung der tabellierten Werte wäre mit sehr hohen Setzungen von bis
zu über einem Dezimeter zu rechnen. Unter dem Gesichtspunkt der Gebrauchstaug-
lichkeit wäre zwecks Begrenzung der zu erwartenden Setzungsmaße eine Beschrän-
kung der Werte des Sohlwiderstandes notwendig.
Für eine Begrenzung der Setzungen von in den Lößböden gegründeten Streifenfun-
damenten auf Werte von maximal s ≈ 3 cm wird in Abhängigkeit der Fundamentbreite
folgende Beschränkung der anzusetzenden Bemessungswerte σR,d dringend empfoh-
len, auch weil originärer Löß bei Überschreitungen bestimmter Spannungen zu einem
Fundamentbreiten von 2,0 m bis 3,0 m σR,d ≤ 250 kN/m²
Fundamentbreiten größer 3,0 m bis 4,0 m σR,d ≤ 220 kN/m²
Fundamentbreiten größer 4,0 m bis 5,0 m σR,d ≤ 180 kN/m²
Die Ergebnisse für die Betrachtungen von Streifenfundamenten, die im südlichen Be-
reich des Projektgeländes innerhalb der anstehenden quartären Lößböden abgesetzt
werden, zeigen, dass bei Flachgründungen mit hohen Setzungen bei bereits geringen
Sohlspannungen unterhalb der Fundamente zu erwarten sind. Vergleichsberechnun-
gen unter Berücksichtigung einer Baugrundschichtung entsprechend dem Ergebnis der
Bohrung BK 4 ergeben, dass für Fundamente gleicher Abmessungen und Einbindetie-
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 50
fen bei gleicher Beschränkung der Sohlspannung mit Setzungsunterschieden in einer
Größenordnung von bis zu ∆s ≈ 2 cm zu rechnen wäre.
Die nachstehende Tabelle 13 enthält entsprechend ermittelte Bemessungswerte für
Einzelfundamente quadratischen Grundrisses, die innerhalb der quartären Lößböden
gegründet werden. Die Angaben beziehen sich ebenfalls auf mittig belastete Funda-
mente. Bei außermittiger Belastung ist der Bezug auf die Ersatzfläche A’ herzustellen.
Tab. 13: Bemessungswerte σR,d des Sohlwiderstands für Einzelfundamente auf der Grund-lage einer ausreichenden Grundbruchsicherheit
Quadratische Einzelfundamente (Gründung in quartären Lößböden)
Bemessungswerte σR,d des Sohlwiderstands [kN/m²]
Tiefe [m] Kantenlänge [m]
3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00
1,5 1165 1085 930 885 865 855 855
1,8 1435 1080 985 950 935 930 930
2,0 1360 1085 1010 980 975 970 935
ACHTUNG - Die angegebenen Werte sind Bemessungswerte des Sohlwiderstands, keine aufnehmbaren Sohldrücke nach DIN 1054:2005-01 und keine zulässigen Bodenpressun-gen nach DIN 1054:1976-11.
Zwecks Begrenzung der Setzungen von quadratischen Einzelfundamenten auf Werte
von maximal s ≈ 3 cm wird in Abhängigkeit der Kantenlängen folgende Beschränkung
der anzusetzenden Bemessungswerte σR,d dringend empfohlen, auch weil originärer
Löß bei Überschreitungen bestimmter Spannungen zu einem unkontrolliertem Set-
zungsverhalten (Sackungen) neigt.
Kantenlängen von 3,0 m bis 4,0 m σR,d ≤ 250 kN/m²
Kantenlängen größer 4,0 m bis 5,0 m σR,d ≤ 220 kN/m²
Kantenlängen größer 5,0 m bis 6,0 m σR,d ≤ 180 kN/m²
Setzungsunterschiede zwischen Einzelfundamenten an der Nord- und an der Südseite
des Projektgeländes wären in etwa gleicher Größenordnung zu erwarten, wie oben
genannt für Streifenfundament prognostiziert.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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10. HINWEISE ZUR PLANUNG UND BAUDURCHFÜHRUNG
10.1 Planung
Aufgrund der örtlichen Randbedingungen, die den Zugang des Geländes für die
zur Durchführung von Bohrungen und Rammsondierungen erforderlichen Gerät-
schaften stark einschränkten, musste sich auf vergleichsweise wenige Aufschlüsse
beschränkt werden.
Nach den bislang gewonnenen Erkenntnissen ist von einer ungleichmäßigen
Schichtenfolge im Projektgebiet auszugehen. Aufgrund dessen ist es dringend an-
geraten, einen weiteren Bohraufschluss auf der Ostseite des südlichen Brücken-
widerlagers durchzuführen. Dieser Bohraufschluss BK 3, der ursprünglich im Früh-
jahr 2014 gemeinsam mit der Bohrung BK 4 erfolgen sollte, kann aufgrund eines
Untersagens der Stadt Rüdesheim nicht auf dem Gelände der städtischen Feuer-
wehr niedergebracht werden. Es ist nunmehr vorgesehen, diese Bohrung BK 3 im
Herbst 2014 im Bereich des Dammfußes auf dem Gelände der Deutsche Bahn AG
auszuführen.
Das vorliegende Gutachten enthält grundsätzliche Hinweise und Empfehlungen in
Bezug auf die Gründung von Bauteilen einer neuen Eisenbahnbrücke sowie zu
möglichen Sicherungsmaßnahmen. Da das beabsichtigte Bauvorhaben sich der-
zeit noch in der Phase von Variantenstudien und Vorplanungen befindet, sind kon-
kretere Angaben derzeit nicht möglich.
Eine Überprüfung und Konkretisierung der im Gutachten enthaltenen Angaben
nach Vorlage konkreter Planungen ist in jedem Fall angeraten.
10.2 Baudurchführung
10.2.1 Baugrube
10.2.1.1 Verbaumaßnahmen
Es wird davon ausgegangen, dass im Falle erforderlicher temporärer Bauhilfsmaß-
nahmen die Baugruben zu den Bahndämmen hin durch Verbaue gesichert werden.
Gemäß den Ausführungen in Kapitel 8.2 wird als Verbau und Auflager für voraussicht-
lich erforderliche Hilfsbrücken im Bauzwischenzustand das Einbringen von Stahlträ-
gern in vorgebohrte Löcher und das Einbetonieren der Trägerfüße empfohlen.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 52
Für Stützkonstruktionen sind die Sicherheitsnachweise (gemäß DIN 1054:2010-12:
STR und GEO-2 sowie GEO-3) zu führen. Die einschlägigen Regelwerke (EAB, Richt-
linie DB AG 836 [10]) sind zu beachten. Zur Bemessung sind die in der Tabelle 2 an-
gegebenen bodenmechanischen Kenngrößen und die Schichtung gemäß Kapitel 5.1
maßgebend, wobei die festgestellte Neigung der Bodenschichten und deren Unter-
schiede in den Zusammensetzungen und Zustandsformen zu berücksichtigen sind. Für
den Ansatz des Erddruckes und des Erdwiderstandes wird grundsätzlich auf die EAB
verwiesen.
Für die Verbauberechnung kann im Allgemeinen der aktive Erddruck mit einem Wand-
reibungswinkel von a = 2/3 ' angesetzt werden, wenn verformungsempfindliche Bau-
werke, Leitungen etc. im Einflussbereich der Baugrube nicht zu berücksichtigen sind.
Ansonsten ist ein erhöhter Bemessungserddruck anzusetzen, der hierzu zu
E = 0,5 Ea + 0,5 E0 mit k0 = 1 - sin’ gewählt werden sollte. Für die Bemessung des
Verbaus sind die einzelnen Verbauzustände zugrunde zu legen.
Für den Nachweis der Vertikallasten (Versinken von Bauteilen) können für die in Bohr-
pfahlqualität eingebrachten Stahlträger die in den Tabellen 6 und 7 aufgeführten
Kennwerte verwendet werden.
Zur Gewährleistung einer verträglichen Kopfverformung der Verbauwände könnte in
Abhängigkeit der Baugrubentiefe gegebenenfalls eine Stützung des Verbaus erforder-
lich werden. Hierfür bieten sich Rückverankerungen nach DIN EN 1537 an. Zur Be-
messung und Dimensionierung von Rückverankerungen gilt DIN 1054: 2010-12.
Zu Ankerkräften (Ankerwiderständen) sind vertragsrelevante Festlegungen von unserer
Seite nicht möglich, da sie wesentlich auch vom Bohrverfahren, dem Bohrdurchmes-
ser, der Länge des Verpresskörpers, dem Verpressdruck, der Anzahl der Nachverp-
ressungen und der Aushärtezeit abhängen.
Für Verpressanker üblicher Abmessungen (insbesondere Verpressstrecke ca. 6 m)
können für Vordimensionierungszwecke in den anstehenden Böden folgende charakte-
ristische Herausziehwiderstände Ra,k verwendet werden:
quartäre Lößböden Ra,k von 280 kN bis 300 kN
quartäre Terrassensedimente Ra,k von 600 kN bis 700 kN
Felszersatz des Tonschiefers Ra,k von 450 kN bis 500 kN
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
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Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 53
Zum Erreichen derartiger Herausziehwiderstände ist mindestens 1-fache ggf. auch
mehrfache Nachverpressung erforderlich.
Der Nachweis der Tragfähigkeit (Ed Rd) kann auf dieser Basis nur vorläufigen Cha-
rakter haben und muss im Zuge der Bauausführung durch Eignungsprüfungen bestä-
tigt werden. Einzelheiten dazu (Ermittlung des charakteristischen Herauszieh-
widerstandes) sind in DIN 1054:2010-12 geregelt.
Unabhängig davon sind zum Nachweis der Gebrauchstauglichkeit der Anker Abnah-
meprüfungen nach DIN EN 1537 an jedem Einzelanker durchzuführen.
Anker mit Haftstrecken im Übergangsbereich unterschiedlicher Schichten weisen ver-
gleichsweise geringere Herausziehwiderstände auf und sollten aus diesem Grunde
vermieden werden.
Die in Hinblick auf die Bohrarbeiten maßgeblichen Boden- und Felsklassen nach DIN
18301 sind in der Tabelle 1 mit angegeben. Für unverwitterten Fels sind nach DIN
18301 die Klassen FV 4 bis FV 6 anzusetzen.
Für den angewitterten bis unverwitterten Tonschiefer (Felsklassen FV 2 bis FV 6) sind
im vorliegenden Fall die Zusatzklassen FD 2 (einaxiale Festigkeit >20 bis 80 N/mm²
bzw. MPa) und FD 3 (einaxiale Festigkeit > 80 bis 200 N/mm² bzw. MPa) zu berück-
sichtigen.
10.2.1.2 Böschungen
Freie Böschungen können unter den in der DIN 4124 definierten Randbedingungen bei
den angetroffenen Untergrundverhältnissen unter Einhaltung folgender Böschungswin-
kel hergestellt werden:
künstliche Auffüllungen ß ≤ 45°
weiche Lößböden und Auelehme (Tone, Schluffe) ß ≤ 45°
mindestens steife Lößböden und Auelehme (Tone, Schluffe) ß ≤ 60°
Terrassenkiese und -sande ß ≤ 45°
zersetzter Tonschiefer ß ≤ 45°- 60°
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 54
Bei Abweichungen von den Vorgaben der DIN 4124 (z. B. durch Krane, Container
o. dgl. belastete Böschungsschultern) sind für die betreffenden Böschungen vorab
Standsicherheitsnachweise (Grenzzustand 1) nach DIN 1054 (Böschungsbruchnach-
weis) zu führen.
Um Erosionsschäden zu vermeiden, wird dringend empfohlen, alle Böschungen mit
Baufolien gegen Witterungseinflüsse zu schützen. Die Folien sind ausreichend weit
über den Böschungskopf hinaus zu führen.
In Verbindung mit Wasserführungen sind Böschungen unter den oben angegebenen
maximalen Böschungsneigungen unter Umständen nicht mehr ausreichend standsi-
cher. Die möglichen Böschungsneigungen (Abflachung) bzw. eventuell erforderliche
Maßnahmen (z. B. Auflastfilter) wären dann im Bedarfsfall durch den Fachgutachter
festzulegen.
10.2.2 Erd- und Aushubarbeiten
Beim Aushub für das neue Brückenbauwerk werden vermutlich in erster Linie künstli-
che Auffüllungen (Dammschüttung, Hinterfüllungen der Widerlager etc.), Auelehme
und Lößböden anfallen, die in die Bodenklassen 3 und 4 nach DIN 18300 einzustufen
sind. In geringem Maße sind auch (aufgefüllte) Oberböden (Bodenklasse 1) abzutra-
gen. Die Bodenklasse 2 (z. B. für breiige bindige Böden) ist in der Ausschreibung zu
berücksichtigen.
10.2.3 Hinterfüllung
Bei der Wiederverfüllung der Baugrube (Arbeitsräume) sind grundsätzlich die Ausfüh-
rungen in der Bahnrichtlinie Ril 836.0504 zu beachten.
Die bei den Aushubarbeiten anfallenden, nichtbindigen bis schwach verlehmten Auf-
füllböden sind aufgrund des Ergebnisses der Untersuchung nach LAGA-Boden und
aus geotechnischer Sicht für eine Wiederverfüllung der Arbeitsräume geeignet. Die
bindigen Auffüllböden sowie anfallende Auelehme und Lösse können bei geeigneter
Vergütung des Materials ebenfalls für einen definierten Wiedereinbau verwendet wer-
den.
Als Vergütung des anfallenden bindigen Aushubmaterials bietet sich eine Zusetzung
und Untermischung von Zementen oder Kalk-Zement-Gemischen (Mischbinder) an.
Dadurch wird der kohäsive Anteil in den Erdbaustoffen erhöht. Die Böden härten bei
entsprechender Vergütung sehr stark aus, wodurch Nachsetzungen auf ein Minimum
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 55
reduziert werden. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass sich derart
vergütete Böden nachträglich nur noch sehr schwer lösen lassen.
Wenn eine Wiederverwendung von anfallendem Aushubmaterial, unter hierfür teilweise
erforderlich werdender Vergütung, nicht oder nicht in vollem Umfang gewünscht ist,
müssen für die Verfüllarbeiten entsprechende Fremdmassen bereitgestellt werden.
Eine Abfrage von Einheitspreisen für derartige Fremdmassen sollte in der Ausschrei-
bung berücksichtigt werden.
Als Fremdmaterial für Verfüll- / Auffüllarbeiten eignen sich gut verdichtbare, natürliche
Mineralgemische (z. B. klassifizierte Kies-Sand-Gemische oder Kiessand-Baggergut).
Die Verfüllmassen sollten entsprechend den Anforderungen nach der ZTV E-StB 09
(Abschnitt 10: Hinterfüllen und Überschütten von Bauwerken) in Lagen von maximal
ca. 30 cm eingebaut und intensiv auf 100 % der einfachen Proctordichte verdichtet
werden.
Aufgrund der kompressiblen Untergrundverhältnisse können – auch bei ordnungsge-
mäßer Verdichtung bzw. Verfestigung des Verfüllmaterials – spätere Setzungen noch
in einer Größenordnung von bis zu s 2 cm auftreten. Ob im Hinblick auf die Ge-
brauchstauglichkeit (Setzungen des Gleiskörpers) diesbezüglich zusätzliche Maßnah-
men zur Reduzierung der Setzungsunterschiede zwischen Arbeitsraumverfüllung und
altem Dammkörper bzw. Brücke erforderlich werden, ist im Zuge der weiteren Planun-
gen zu prüfen (Rücksprache).
10.2.4 Wasserhaltung
Nach den Ausführungen in Kapitel 6.2 wurde im Rahmen der Erkundungen in den Jah-
ren 2005 und 2014 nach Abschluss der Bohrungen Grundwasser ab Tiefen zwischen
ca. 80,6 mNN (BK 1) und ca. 79,9 mNN (BK 4) angetroffen.
Im Projektgebiet ist neben Grundwasser, das mit den Wasserführungen im Rhein mehr
oder weniger korrelieren dürfte, auch mit zumindest temporär auftretendem Schichten-
wasser und Oberflächenwasser zu rechnen, dass aus den höheren, nördlichen Lagen
talwärts zum Rhein hin abfließt.
Demzufolge sind generell jahreszeitlich- und witterungsbedingte Schwankungen in den
Wasserführungen des Untergrundes zu erwarten. In diesem Zusammenhang sind auch
die in Kapitel 6.2 weiterhin geschilderten Aussagen zu beachten.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
Dr. Hug Geoconsult GmbH Seite 56
Grundsätzlich sollte nach den Ergebnissen der durchgeführten Erkundungen die Not-
wendigkeit von Wasserhaltungsmaßnahmen zumindest nicht ausgeschlossen werden.
In welchem Umfang letztlich Wasserhaltungsmaßnahmen erforderlich werden, hängt
zum einen von den zum Zeitpunkt der Bauausführung konkret anzutreffenden Grund-
wasserverhältnissen (Wasserstandshöhen, Zulauf von Schichten- und Oberflächen-
wasser etc.) sowie von der letztlich zur Ausführung gelangenden Variante und der da-
mit verbundenen Höheneinstellungen der Geisenheimer Straße und den erforderlichen
Aushubtiefen ab.
Es wird in aller Regel der Einsatz einer offenen, den jeweiligen Verhältnissen ange-
passten Wasserhaltung genügen.
14111101 Erneuerung der Eisenbahnüberführung über
die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
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11. SCHLUSSBEMERKUNG
Das vorliegende Gutachten (2. Bericht) stellt eine Überarbeitung des mit Datum vom
02. Dezember 2005 ausgelieferten Gutachtens für die Erneuerung der Eisenbahnbrü-
cke über die B 42 in Rüdesheim dar. Es ist auf der Grundlage der aktuell geltenden
Normen und Richtlinien der Deutsche Bahn AG erstellt und ersetzt damit das Gutach-
ten aus dem Jahre 2005, das hiermit keine Gültigkeit mehr besitzt.
Für die Überarbeitung wurde ergänzend zu den Erkundungen im Jahre 2005 im April
2014 eine weitere, tiefreichende Rotationskernbohrung (BK 4) auf der Nordseite der
Geisenheimer Straße ausgeführt. Ein weiterer Bohraufschluss (BK 3) auf der Südseite
steht noch aus und soll im Herbst 2014 durchgeführt werden.
Zum Zeitpunkt der Ausarbeitung des vorliegenden Gutachtens befanden sich die Pla-
nungen für die Erneuerung der Eisenbahnüberführung in der Phase von Variantenbe-
trachtungen. Die Hinweise und Empfehlungen im Gutachten besitzen daher grundsätz-
lichen und orientierenden Charakter. So sind als Grundlage für die weiteren Planungen
unterschiedliche Möglichkeiten der Gründung mit Vor- und Nachteilen beschrieben,
wobei eine Empfehlung hinsichtlich Tiefgründungen erfolgt.
Das Gutachten enthält darüber hinaus die Ergebnisse von orientierend durchgeführten,
abfalltechnischen Untersuchungen am vorhandenen Gleisschotter sowie an repräsen-
tativen Mischproben aus den Auffüllungen des Bahndammes und von anstehenden
Böden. Die Ergebnisse der laborchemischen Gleisschotteruntersuchungen beruhen
auf Untersuchungen aus dem Jahre 2005 sowie aktuellen Untersuchungen vom April
2014. An den Proben des Bohrguts, das bei der Ausführung der Bohrung BK 4 angefal-
len ist, wurden aktuell keine laborchemischen Analysen durchgeführt.
Ergänzend zu dem Ergebnis aus dem Jahre 2005 wurde an einer Grundwasserprobe
aus der Bohrung BK 4 nochmals eine Untersuchung auf Betonaggressivität nach DIN
4030 durchgeführt.
Auch erfolgten auf Wunsch von Auftraggeberseite weitere Druckfestigkeitsuntersu-
chungen an Probekörpern aus Kernbohrungen aus den Widerlagern.
Auf der Basis der vorliegenden Untersuchungen und Empfehlungen sollten zunächst
die weiteren Planungsarbeiten fortgesetzt werden. Soweit derzeit noch detailliertere
Angaben aus geotechnischer Sicht erforderlich sind, bitten wir um entsprechende
Rücksprache.
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die B 42 in Rüdesheim, 2. Bericht
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Nach Fortschreiten der Planungen und Erarbeitung konkreter Planungsunterlagen sind
die bisher vorliegenden Empfehlungen zu verifizieren und gegebenenfalls an den end-
gültigen Planungsentwurf anzupassen.
Da im Rahmen der Baugrunderkundung nur punktuelle Bodenaufschlüsse angelegt
werden können, sind Abweichungen in Bezug auf Schichtmächtigkeit und Schichten-
ausbildung zwischen den Aufschlusspunkten nicht auszuschließen, sondern vielmehr
zu erwarten.
Das vorliegende Gutachten besitzt nur für das beschriebene Bauvorhaben sowie in