Ergebnisse der ingenieur- geologischen Untersuchungen

Stadt Lauenburg – Hochwasserschutz
Ergebnisse der ingenieurgeologischen Untersuchungen
Folie 1
09.03.2016
Stadt Lauenburg, Hochwasserschutz
Ingenieurgeologische Untersuchungen
Aufgabenstellungen:
-
Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Hochwasserereignissen
und der Standsicherheit der Böschungssysteme „Geesthang“ und
„Altstadt“
-
Untersuchung und Beurteilung der gemeldeten Bodenbewegungen im
Untergrund
-
Geotechnische Bewertung der im Realisierungskonzept genannten
Hochwasserschutzvarianten
Folie 2
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Untersuchungsbereiche:
Die ingenieurgeologischen Untersuchungen wurden in Anlehnung der DIN EN 1997-2
(EC 7) als „geotechnische Voruntersuchung“ durchgeführt.
Folie 3
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Systematik der ingenieurgeologischen Untersuchungen:
Baugrunderkundung an Land (Geesthang, Elbstraße u. -ufer)
- Bohrungen im Trockenbohrverfahren
- Drucksondierungen
- Kleinrammbohrungen
- Ausbau von Inklinometermessstellen
Folie 4
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Systematik der ingenieurgeologischen Untersuchungen:
Baugrunderkundung im Wasser (Elbe)
- Bohrungen im Trockenbohrverfahren
- Drucksondierungen
Folie 5
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Systematik der ingenieurgeologischen Untersuchungen:
Erstellen von schematischen Berechnungsprofilen
-
Auswertung der Ergebnisse der Baugrunderkundung und der
bodenmechanischen Versuche
-
Festlegung von Homogenbereichen
-
Entwicklung von Längs- und Querschnitten
-
Zuordnung der charakteristischen Werte der Bodenkenngrößen
-
Berechnung der Standsicherheit von verschiedenen Varianten
(Ausnutzungsgrad)
Folie 6
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
Nach Auswertung der Geländeprofile wurden Untersuchungen an
zwei schematischen Berechnungsprofilen durchgeführt:
1. Östlicher Geesthang
2. Schlosshang
Nachfolgend werden exemplarisch die Untersuchungsergebnisse für
den Schlosshang vorgestellt.
Folie 7
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
Lage:
Folie 8
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
Darstellung eines schematischen Berechnungsprofiles:
Folie 9
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
Berechnungsergebnis „Böschungssicherheit“ bei Normalwasser (µ = 0,93):
↓
Folie 10
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
Berechnungsergebnis „Böschungssicherheit“ beim abfließenden Wasser (µ = 0,98):
↓
Folie 11
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
−
Die vorgelegten Untersuchungen zur Böschungssicherheit zeigen für die
Geesthänge mit einer Neigung von 1:1,2 und flacher eine Sicherheit von µ < 1,0
−
Bei Böschungsneigungen von steiler als 1:1,2 kann der Nachweis der
Böschungssicherheit entsprechend des EC 7 und der DIN 4084 nicht geführt
werden. In den Bereichen sind bereits heute verstärkt Stützwände etc. verbaut.
−
Die maßgebenden Gleitkreise bewegen sich ausschließlich im oberen
Geländebereich.
Folie 12
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
-
Durch eine laufende Verwitterung der oberflächennahen Böden und der daraus
folgenden Verringerung der Scherparameter sind oberflächennahe Schalenbrüche
an den Böschungen der Geesthänge nicht auszuschließen.
-
Tief reichende Gleitkreise zeigen eine deutlich höhere Gesamtstandsicherheit
gegen Böschungsbruch.
-
Die Sicherheiten gegen Böschungsbruch der natürlich entstandenen Geesthänge
entsprechen nicht dem in den Regelwerken verankerten heutigen
Sicherheitsbedürfnis, labiler Gleichgewichtszustand.
Folie 13
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
A) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Geesthänge“
-
Aufgrund der vorliegenden Berechnungen und den abgebildeten maßgebenden
Gleitkreisen hat eine Hochwassersituation mit steigenden und abfließenden
Grundwasser keinen signifikanten Einfluss auf die Gesamtstandsicherheit der
Böschungen.
Folie 14
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
B) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Altstadt“
Lage:
4c
4a
Folie 15
4b
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
B) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Altstadt“
Darstellung eines schematischen Berechnungsprofiles (4b):
Folie 16
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
B) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Altstadt“
Berechnungsergebnis „Böschungssicherheit“ bei Normalwasser (BS-P):
permanent
µ = 0,66
Folie 17
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
B) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Altstadt“
Berechnungsergebnis „Böschungssicherheit“ beim abfließenden Wasser (BS-T):
temporär
µ = 0,66
Hoher Grundwasserstand
Folie 18
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
B) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Altstadt“
-
Die Überprüfung der Böschungssicherheit im Bereich der Altstadt ergab eine den
vorliegenden Normenwerken ausreichende Sicherheit gegen Versagen (µ < 1,0).
-
Auch beim Lastfall „abfließendes Wasser“ kann für die Bemessungssicherheit
BS-T eine ausreichende Sicherheit nachgewiesen werden (µ < 1,0).
-
Die Hangsituation der Altstadt weist eine ausreichende Gesamtstandsicherheit auf.
-
Die Berechnungsergebnisse werden an den aufgebauten Inklinometermessstellen
im Promenadenbereich überprüft.
Folie 19
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
C) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Bauwerke“
Bei den Untersuchungen zur Gesamtstandsicherheit der Böschungssituation „Altstadt“
wurden für die Ufermauer / Wohnhäuser auf der sicheren Seite liegende Annahmen für
die Gründungsebene und Fundamentbelastungen
getroffen.
Die Berechnungsläufe zeigen vor allem für die Ufermauer einen signifikanten Einfluss
der Gründungsangaben auf das Berechnungsergebnis der Gesamtstandsicherheit.
Nachfolgend zwei Beispiele:
Folie 20
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
C) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Bauwerke“
Einbindung des Fundamentes d = 1,00 m > 1,0 – Ausnutzungsgrad µ = 1,31
Folie 21
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Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
C) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Bauwerke“
Einbindung des Fundamentes d = 1,25 m < 1,0 – Ausnutzungsgrad µ = 0,80
Folie 22
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Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
C) Bewertung der Gesamtstandsicherheit „Bauwerke“
Aus den Berechnungsdurchläufen leitet sich für eine belastbare Aussage zur
Gesamtstandsicherheit der Bauwerke Untersuchungsbedarf ab.
z. B. - Schürfe zur Erkundung der Gründungsebenen und
Fundamentbreiten
- Vorbemessung zur Ermittlung der Sohlspannungen
- Bauwerksbezogene Untergrundaufschlüsse
Folie 23
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
D) Untersuchungen und Beurteilungen der gemeldeten
Bodenbewegungen im Untergrund
Mit der durchgeführten Baugrunderkundung im Bereich der Elbstraße konnten
folgende Punkte nachgewiesen werden:
-
Im Wesentlichen sind alle Gebäude, unabhängig von einer möglichen
Unterkellerung, in aufgefüllten, heterogen zusammengesetzten Böden gegründet
-
Im Lastabtragungsbereich der westlichen Gebäude der Elbstraße wurden oberhalb
des Grundwassers setzungsempfindliche, organisch durchsetzte Böden erkundet
(Glühverlust: vgl = 10 % bis 20 %; Wassergehalt: w = 80 % bis 100 %)
Folie 24
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
D) Untersuchungen und Beurteilungen der gemeldeten
Bodenbewegungen im Untergrund
Beispiel für die aufgefüllten Böden im Gründungsbereich der Häuser:
Mächtigkeit der Auffüllung: 3,2 m
Folie 25
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
D) Untersuchungen und Beurteilungen der gemeldeten
Bodenbewegungen im Untergrund
Beispiel für die organischen Böden im Gründungsbereich:
organische
Weichschicht
Folie 26
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Ingenieurgeologische Bewertung der IST - Situation
D) Untersuchungen und Beurteilungen der gemeldeten
Bodenbewegungen im Untergrund
-
Aus der oben beschriebenen Gründungssituation und den vermuteten nicht
bemessenen Fundamenten der historischen Gebäude können Setzungen und
Verformungen an den Gebäuden abgeleitet werden.
-
Diese Effekte können durch Hochwasser verstärkt werden, da hierbei eine Entund Wiederbelastung der setzungsempfindlichen Böden stattfindet.
-
Nachzuweisen sind diese Bewegungen ggf. mit einer bauwerksbezogenen
Baugrunderkundung und Beurteilung sowie einen Monitoring (z. B. Rissweiten,
Vermessung).
Folie 27
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Geotechnische Bewertung der Hochwasserschutzvarianten
Gemäß dem Realisierungskonzept liegen 4 Varianten für den Hochwasserschutz vor:
Folie 28
a)
Anpassung – Sicherung der Elbstraße
b)
Anpassung – Hochwasserdurale Gebäude und Freiräume
c)
Schutz – Schutzwand
d)
Schutz – Hohes Elbufer
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Geotechnische Bewertung der Hochwasserschutzvarianten
Aus ingenieurgeologischen Gesichtspunkten ist keine der
Varianten auszuschließen.
Folie 29
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Ingenieurgeologische Untersuchungen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Folie 30
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