GD NRW - Projekte zu Geotechnik, Baugrund, Böschungen, Talsperren, Höhlen, Tagebaue

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Geotechnik, Baugrund –
Standsicherheit durch Ingenieurgeologie

	Baugrund
	Böschungen und Hänge
	Deponien
	Messtechnische Überwachung


Ohne Ingenieurgeologen steht nichts
Wenn große Projekte (z. B. Tagebaue, Stauanlagen, Verkehrswege, Kliniken, öffentliche Gebäude) geplant werden oder schwierige Baugrundverhältnisse zu erwarten sind, müssen konkrete Aussagen zu den Baugrundverhältnissen und zur Standsicherheit der Bauwerke erfolgen. Bei Schadensfällen, wie Rutschungen, Felsstürzen oder Erdfällen sind die Ursachen zu klären und Sanierungsmaßnahmen durchzuführen. Dies ist das Arbeitsgebiet der Ingenieurgeologen im GD NRW.
Bei Anträgen zum Abbau von Sand, Kies und Ton, die die zuständigen Genehmigungsbehörden dem GD NRW zur Stellungnahme vorlegen, wird unter anderem die Standsicherheit der geplanten Randböschungen geprüft. Die Bergbehörden werden bei Standsicherheitsfragen in den Tagebauen des Rheinischen Braunkohlenreviers beraten.
Bei Projekten, die die Planung und Bauausführung, die Standsicherheitsüberprüfung und -beurteilung sowie die Sanierung von Stau- und Talsperrenanlagen betreffen, ist der GD NRW beratende Fachbehörde für die Bezirksregierungen und die Staatlichen Umweltämter.
Der GD NRW berät in der Betriebs- und Nachbetriebsphase von Deponien und ist in behördliche Genehmigungsverfahren zur Erweiterung bereits bestehender Anlagen eingebunden.
Bei schwierigen Baugrundverhältnissen, labilen Hängen und Böschungen erfolgt eine messtechnische Überwachung. Dabei werden mit Hilfe von vertikalen oder horizontalen Messrohren Verformungen im Untergrund ermittelt und im Hinblick auf die Standsicherheit bewertet.

Wenden Sie sich an:
Dipl.-Ing. Buschhüter
Fon: +49 (0) 2151 897-243
Dipl.-Geol. Dibbern
Fon: +49 (0) 2151 897-213
Fax: +49 (0) 2151 897-505
baugrund@gd.nrw.de

Baugrund
Rheinische Klinik Bedburg-Hau
Für den Teilersatzneubau der Rheinischen Klinik in Bedburg-Hau wurde im Auftrag des Bau- und Liegenschaftsbetriebes NRW Duisburg, Außenstelle Kleve, ein umfangreiches Baugrund-gutachten erstellt. Der Untergrund wurde dabei mittels Kleinbohrungen und Rammsondierungen bis ca. 10 m Tiefe untersucht. Dabei zeigte sich, dass unterhalb der Gründungssohle überwiegend Sande in nur lockerer bis mitteldichter Lagerung anstehen. Daher sind spezielle Maßnahmen zur Tiefenverdichtung des Baugrundes erforderlich. Es wurde eine Rüttelstopfverdichung mit Einbringung von Kiessäulen bis ca. 6,5 m Tiefe unterhalb der Arbeitsebene ausgeführt. Für die drei in Bauausführung befindlichen Gebäude wurden insgesamt ca. 1 200 Stopfsäulen mit ca. 7 200 lfd. m Länge hergestellt. Die Prüfung der Tiefenverdichtung erfolgte mittels Drucksondierungen nach DIN 4094-1.
Oberlandesgericht Düsseldorf
Auf der Rückseite des Oberlandesgerichtes (OLG) an der Cecilienallee in Düsseldorf entsteht derzeit ein Erweiterungsbau. Nach Informationen aus der Ingenieurgeologischen Karte 1 : 25 000, Blatt 4706 Düsseldorf-Kaiserswerth des GD NRW war im Baugelände mit bis zu 7 m mächtigen Auffüllungen zu rechnen. Der GD NRW war mit der Durchführung der Baugrunderkundung und der Erstellung des Baugrundgutachtens beauftragt. Es wurden 7 Rammkernbohrungen (RKB nach DIN 4021) bis max. 21 m Tiefe und 10 schwere Rammsondierungen (DPH nach DIN 4094-3) bis 20 m Tiefe ausgeführt. Es wurden bis zu 6,2 m mächtige locker gelagerte Sande und Kiese erbohrt, die im Zuge der Rheinregulierung um das Jahr 1900 am rechten Rheinufer aufgefüllt worden sind. Unter den nach Osten auskeilenden Auffüllungen folgen bis zu 3 m mächtige Hochflutablagerungen von weicher bis breiiger Konsistenz. Diese sehr ungünstigen Baugrundverhältnisse und die unmittelbare Nähe zu den bestehenden Gebäuden erforderten eine Pfahlgründung, bestehend aus ca. 100 Großbohrpfählen mit bis zu 2 m Durchmesser. Die bis zu 6 m tiefe Baugrube besteht aus einem Bohlträgerverbau mit Holzausfachung. Für den Fall eines Rheinhochwassers während der Bauphase wurden vorsorglich vier Brunnen zur Grundwasserabsenkung installiert.

Prüfung der Tiefenverdichtung mittels Drucksondierung

Böschungen und Hänge
Silberseen I und II in Haltern am See
Nach erfolgter Gewinnung von Quarzsand werden bestimmte Bereiche der dortigen Tagebaue für eine geregelte Freizeitnutzung hergerichtet. Die Ufer und der Badebereich müssen dabei so gestaltet werden, dass insbesondere die Unterwasserböschungen ausreichend standsicher sind. Für das Freizeitkonzept Silbersee II wurde die Standsicherheit eines 800 m langen Badestrandes mit Hilfe umfangreicher Feld- und Laboruntersuchungen erkundet. Zur Abschätzung der Mächtigkeiten und der Festigkeiten der überwiegend angefüllten Uferbereiche haben sich Druck-sondierungen nach DIN 4094-1 in Kombination mit Kleinbohrungen nach DIN 4021 und Rammsondierungen nach DIN 4094-3 hervorragend bewährt. Bei Verwendung geeigneter Abraum-materialien und einer Profilierung der Unterwasserböschung im Badebereich bis 2 m unter Niedrigwasserstand lässt sich die geplante Badenutzung realisieren.
Braunkohlentagebaue
Die Gewinnung von Braunkohle im Städtedreieck Aachen – Köln – Mönchengladbach in den drei Großtagebauen Garzweiler, Hambach und Inden bis zu Teufen von ca. 450 m ist nur möglich, wenn die Randböschungen ausreichend standsicher angelegt werden. Basierend auf umfangreichen geologischen, hydrogeologischen und gebirgsmechanischen Untersuchungen werden durch den Bergbautreibenden Standsicherheitsnachweise erstellt und dem Bergamt Düren als sog. Betriebspläne zur Genehmigung vorgelegt. Der GD NRW ist mit der Prüfung der Standsicherheitsberechnungen beauftragt und berät die Bergbehörde bei allen Fragestellungen, die die Standsicherheit der Randböschungen betreffen.

Tagebau Hambach, Flözanschnitt der ca. 350 m hohen Randböschung (links: nachfolgende Innenkippe)


Deponien
Geologische Barriere
Als geologische Barriere wird der unterhalb des Deponieplanums und im weiteren Umfeld der Deponie anstehende natürliche Untergrund bezeichnet, der aufgrund seiner Eigenschaften und Abmessungen die Schadstoffausbreitung maßgeblich behindert. Diese Eigenschaften sind natürlicherweise in schwach durchlässigen Locker- und Festgesteinen gegeben. Darüber hinaus soll der Tonmineralgehalt des Barrieregesteins 5 Gewichtsprozente nicht unterschreiten. Nach Abklingen der Setzungen muss die Deponiebasis an jeder Stelle mindestens 1 m über dem höchsten zu erwartenden Grundwasserspiegel liegen. Die einzuhaltenden Anforderungen an den Untergrund sind nach der Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen (Abfallablagerungsverordnung – AbfAblV) und der Verordnung über Deponien und Langzeitlager (Deponieverordnung – DepV) entweder gemäß den Regelungen der TA Siedlungsabfall (TASi) und TA Abfall oder gemäß den Anforderungen des Anhangs 1 der DepV einzuhalten. Darüber hinaus lassen die Regelwerke neben den Regelanforderungen an die geologische Barriere und die weiteren Deponieabdichtungssysteme auch gleichwertige Systemkomponenten oder gleichwertige Kombinationen von Systemkomponenten zu. Der GD NRW prüft die Gleichwertigkeit von Deponiesystemkomponenten anhand des Entwurfes „Merkblatt 42: Gleichwertigkeit von Deponiesystemkomponenten, Teil 1: Geologische Barriere“.
Zentraldeponie Hubbelrath
Für die Zentraldeponie Hubbelrath (ZDH) in Düsseldorf wurde im April 1999 ein Antrag auf Erweiterung gestellt. Gemäß der Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TASi) oder der Deponieverordnung (DepV) soll der Untergrund als sogenannte „geologische Barriere“ ausgebildet sein. Die Nachweise der geologisch-hydrogeologischen Standorteignung wurden vom GD NRW geprüft.
Die im Bereich der Deponie Hubbelrath im Untergrund anstehenden schluffigen Feinsande der tertiären Grafenberger Schichten sowie die quartären Deckschichten erfüllen die Anforderungen an eine geologische Barriere. Für die Aufhöhung und die Norderweiterung der ZDH wurde an der Deponiebasis jeweils eine Kombinations-abdichtung, bestehend aus Ton und Kunststoffdichtungsbahn gebaut. Zur Überwachung der eintretenden Verformungen der Deponieaufstandflächen wurden Messrohre verlegt, in denen mittels mobilem Horizontal-Inklinometer die Setzungen gemessen werden können. Das Messsystem mit den bis zu 172 m langen Messrohren wurde vom GD NRW maßgebend konzipiert. Die Messungen, die mit hoher Präzision vom GD NRW regelmäßig durchgeführt werden, ermöglichen die Lokalisierung örtlicher Setzungsmulden und dienen der Überwachung der Gefälle im Sickerwassersammelsystem an der Deponiebasis.


Messtechnische Überwachung
Skihalle Neuss
Die 300 m lange und 60 m breite Indoor-Skihalle wurde auf der geneigten Oberfläche der ehemaligen Hausmülldeponie der Stadt Neuss gegründet. Durch eine umfangreiche messtechnische Beobachtung bereits während der Bauphase und im späteren Betrieb musste nachgewiesen werden, dass keine schädlichen Verformungen des Oberflächenabdichtungssystems der Deponie auftreten würden. Der GD NRW wirkte bei der Konzeption des Messsystems maßgebend mit und führte die Setzungsmessungen in drei bis zu 132 m langen Messrohren mittels Horizontal-Inklinometer durch. Die Messergebnisse zeigten genau lokalisierbare Verformungen, die aber unter den als kritisch angesehen Grenzwerten lagen.

Nordhang des Pumpspeicherwerkes Rönkhausen

Der Nordhang des Pumpspeicherwerkes Rönkhausen wurde 1965 beim Bau des Unterbeckens auf einer Länge von ca. 300 m und einer Höhe von ca. 40 m abgetragen und auf eine mittlere Böschungsneigung von ca. 45 – 50° gestellt. In Folge dessen kam es zu unerwarteten Gebirgsbewegungen. Mit Hilfe von vertikalen Inklinometer-Messstellen konnten diese Bewegungen bestimmten Schwächezonen im Gebirge zugeordnet werden, die durch schluffig-tonige Kluftfüllungen und ein ungünstiges Schicht-einfallen gekennzeichnet sind. Mit Hilfe der bis zu 50 m tiefen Inklinometer-Messstellen, die vom GD NRW regelmäßig beobachtet werden, konnte in Verbindung mit Standsicherheitsanalysen belegt werden, dass eine akute Gefährdung der öffentlichen und der betrieblichen Sicherheit nicht gegeben ist.

Übrigens

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