Warum ist die Erkundung der Baugrundverhältnisse erforderlich?

Wie genau ein Deich aufgebaut sein muss, und wo die aus bautechnischer Sicht am besten geeignete Trasse verläuft, das hängt maßgeblich vom Untergrund ab. Für die konkrete Planung von Verlauf und Aufbau der zu sanierenden Deiche sowie der späteren Baumaßnahmen benötigt man daher umfassende Informationen zu den Bodenverhältnissen entlang der Weschnitz. Zu diesem Zweck werden Baugrunderkundungen durchgeführt. Welche Bodenschichten in welchen Bereichen vorhanden sind, ob beispielswiese eher Torf- oder sandige Schichten, das lässt sich durch Bohrungen feststellen. Dies ist einerseits wichtig, weil die verschiedenen Untergründe unterschiedlich tragfähig sind und andererseits auch unterschiedlich schwer zu bearbeiten.

Ziel der Baugrunderkundung ist es, das Bauvorhaben so zu planen, dass es möglichst sicher, schadensfrei, gebrauchstauglich, zeitgerecht und auch wirtschaftlich umgesetzt werden kann. Die Baugrunderkundung kann auch zu dem Ergebnis führen, dass die beabsichtigte Baumaßnahme an der vorgesehenen Stelle nur mit unvertretbar hohem Mehraufwand realisierbar ist.

Die Informationen über den Baugrund können im Wesentlichen nur punktuell und nicht flächendeckend erhoben werden. Die punktuell gewonnenen Erkenntnisse werden daher auf die gesamte Fläche bzw. Trasse hochgerechnet und zu einem „Baugrundmodell" verarbeitet, das den Planungen zugrunde zu legen ist. Die Details für die Durchführung und Auswertung der Baugrunderkundungen sind in verschiedenen DIN-Normen festgelegt.

Geplante Erkundung für Sanierungen an der Weschnitz

Im zu sanierenden Abschnitt verlaufen die Deiche unmittelbar links und rechts der Weschnitz von der Ortslage Einhausen (Höhe Fußgänger- und Radwegebrücke) bis zur Bürstädter Brücke in Biblis (alte B44) Übersichtslageplan PDF-Download. Die vorhandenen Deichhöhen betragen im Großteil der Ausbaustrecke rund vier Meter (gegenüber dem Böschungsfuß) und laufen erst vor Einhausen auf ca. einen Meter aus.

Die bestehenden Deiche werden von mehreren Brückenbauwerken gekreuzt sowie von mehreren Leitungen (Ferngas, Gas, Abwasser). Hinzu kommen im Deichkörper liegende Einrichtungen der Grundwasser-Infiltrationsanlagen "Lorscher Wald", Regenüberlauf-Einleitungen und Brückenwiderlager.

Am landseitigen Deichfuß bzw. im Deichschutzstreifen liegen mehrere Grundwasserpegel des Landesmessnetzes, eine Druckerhöhungsanlage (Brunnengalerie Lorscher Wald) und Abwasserkanäle.
Für die Baugrunderkundung sind verschiedene Arten von Bohrungen und Sondierungen vorgesehen:

  • KB    =     Kernbohrung, teilweise mit Ausbau als Grundwasser-Messstelle
  • RKS     =     Kleinrammbohrung ("Rammkernsondierung")
  • DPH    =     schwere Rammsondierung (Dynamic Probing Heavy)

Auf den unbefestigten Deichkronen sind in Abständen von 100 Metern Erkundungsbohrungen vorgesehen, von denen jede zweite als Kernbohrung (KB), die dazwischen liegende als Kleinrammbohrung (RKS) ausgeführt werden soll.

Die im landseitigen Gelände (mit bis zu ca. 40 Metern Abstand zum Deichfuß) vorgesehenen Erkundungen sollen zum großen Teil als Kleinrammbohrungen (RKS) ausgeführt werden. Eine Ausnahme bilden Kernbohrungen, die mit einem Ausbau zu einer Grundwassermessstelle verknüpft werden sollen.

Daraus ergeben sich pro Gewässerseite rund 75 Bohr-Ansatzpunkte auf dem Deich sowie weitere jeweils 75 Ansatzpunkte im landseitigen Gelände – also insgesamt auf beiden Seiten der Weschnitz circa 150 beziehungsweise zusammen circa 300 Bohransatzpunkte.

Zusätzlich zu diesen Kern- und Kleinrammbohrungen sind in der Deichachse alle 400 Meter, jeweils neben einem Bohransatzpunkt, schwere Rammsondierung vorgesehen. Dabei wird eine Sondierspitze an einem Stahlgestänge mit definierter Rammenergie (genormtes Fallgewicht + definierte Fallhöhe) in den Untergrund gerammt. Dabei wird aufgezeichnet, wie viele dieser Rammvorgänge pro 10 cm Eindringtiefe nötig sind.

Auf Grundlage der durch die Bohrungen von der Deichkrone aus zutage geförderten Bodenschichten sollen dann an voraussichtlich vier bis fünf ausgewählten Stellen im Hinterland (auf Wegeparzellen) oder am Deichfuß jeweils zusätzliche Kernbohrungen durchgeführt und zu Grundwassermessstellen ausgebaut werden. Mittels Pumpversuchen wird dann die Wasserdurchlässigkeit der dort vorhandenen Sande und Kiese bestimmt. Soweit diese Grundwassermessstellen in Wegeparzellen zu liegen kommen, werden sie unter Flur ausgebaut; am Deichfuß sollen sie im Regelfall über Flur ausgebaut werden.

Die geplanten Bohransatzpunkte sind in den verlinkten Lageplänen dargestellt:

A2.1 Lageplan Erkundung (PDF-Download)
A2.2 Lageplan Erkundung (PDF-Download)
A2.3 Lageplan Erkundung (PDF-Download)
A2.4 Lageplan Erkundung (PDF-Download)


Leitfaden des Regierungspräsidiums

Für Deichsanierungen und Deichneubauten hat das Regierungspräsidium Darmstadt im Dezember 2005 den "Leitfaden zur Führung der Standsicherheitsnachweise an den Hessischen Rhein- und Main-Winterdeichen" (PDF-Download) veröffentlicht, um die Vorgehensweise bei der geotechnischen Erkundung und den erdstatischen und hydraulischen Nachweisen zu vereinheitlichen. In diesem Leitfaden sind die vorgesehenen Untersuchungen der Baugrundverhältnisse bei den Hessischen Rhein- und Main-Winterdeichen konkretisiert, was auch für die Weschnitz entsprechend umzusetzen ist.

Welche Erkenntnisse liefert eine Baugrunderkundung?

Die direkten und indirekten Bohrungen sowie die Ausführungen in bereits vorliegenden Baugrundunterlagen sind die Grundlagen zur Erstellung des „Baugrundmodells". Darin werden die meist nur punktuell vorhandenen Ergebnisse interpoliert und zu einer dreidimensionalen Baugrund-Geometrie zusammengefasst.

Das Baugrundmodell ist die Grundlage für die bauwerksbezogenen Planungen und für Verformungsprognosen. Zu den bauwerksbezogenen Planungen gehören beispielsweise die Sanierung der bestehenden Deiche,  Deichneubauten, das Herstellen von geböschten oder verbauten Baugruben, die Dimensionierung von Baugrubenverbauen und Gründungen. Das Baugrundmodell enthält die zusammengefassten Erkenntnisse zum Schichtenverlauf und zu den Eigenschaften der einzelnen Schichten im zu bebauenden Bereich und in dessen Umfeld.

Erkundung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse


Planung der geotechnischen Untersuchungen

Geotechnische Untersuchungen sind so zu planen, dass

  • die wesentlichen geotechnischen Informationen und Kennwerte in den verschiedenen Projektphasen zur Verfügung stehen;
  • die geotechnischen Informationen ausreichen, um bekannten oder voraussichtlichen Gefahren für das Bauvorhaben zu begegnen;
  • für Bauzustände und den Endzustand ausreichende Informationen und Daten bereitstehen, um die Risiken von Unfällen, Bauverzögerungen und Schäden abdecken zu können.

Die Ziele der geotechnischen Untersuchungen sind, die Beschaffenheit von Boden und Fels sowie die Grundwasserverhältnisse festzustellen, die Eigenschaften von Boden und Fels zu bestimmen und zusätzliche wichtige Kenntnisse über den Planungsbereich zusammenzutragen. Hierfür sind die geotechnischen Informationen bzgl. Baugrundverhältnisse, Geologie, Geomorphologie und (sofern für das Vorhaben von Bedeutung) Seismizität und Hydrologie sorgfältig zu erheben, zu dokumentieren und zu bewerten.

Für die Deichsanierung entlang der Weschnitz müssen somit ausreichende Grundlagen über den Bereich des Vorlandes, der Aufstandsfläche und des Hinterlandes gewonnen werden. Dazu gehören insbesondere detaillierte Kenntnisse über die örtlich vorhandenen bindigen Deckschichten, die Mächtigkeit, Tiefenlage und räumliche Ausdehnung gegebenenfalls vorhandener gering tragfähiger Böden (z.B. Torfe) sowie über Wasserdurchlässigkeit und Erosivität (potentielle Erosionsgefährdung) des Untergrundes. Darüber hinaus sind örtliche Besonderheiten festzustellen und zu dokumentieren (z.B. Reste früherer Bauwerke).

Die Baugrunderkundung kann stufenweise vorgenommen werden (Vor- und Hauptuntersuchung), um fortlaufend gegenseitige Anpassungen von Planung und Erkundung zu ermöglichen.


Voruntersuchungen
Voruntersuchungen dienen der Entscheidung, ob die vorgesehene Baumaßnahme im Hinblick auf die Baugrundverhältnisse auf der vorgesehenen Fläche mit vertretbarem Aufwand ausführbar sein wird und welche technischen und wirtschaftlichen Anforderungen für die Gründungkonzeption, die Konstruktion und die Baudurchführung gegebenenfalls zu beachten sind.

Der Umfang der Voruntersuchungen hängt u.a. von den verfügbaren Vorinformationen ab, die aus geologischen Karten Geologische Karte (PDF-Download) Bodenkarte (PDF-Download), Baugrundgutachten im näheren Umfeld, Luftbildaufnahmen, hydrologischen und geochemischen Befunden, historischen Erkenntnissen (z.B. Siedlungsgeschichte, verfüllte Hohlräume, Steinbrüche, Kavernen, alte Rutschungen etc.) usw. vorliegen können und auch für die Erfassung eventueller Kriegsfolgelasten von großer Wichtigkeit sind.

Falls keine aussagekräftigen Unterlagen vorliegen, müssen die Baugrund- und Wasserverhältnisse orientierend in einem groben Raster vorerkundet werden.  


Hauptuntersuchungen
Die Hauptuntersuchungen bestehen aus

  • der Durchführung von Bohrungen, Sondierungen und Schürfen zur Erkundung der Schichtenfolge, des Schichtenverlaufs, der Grundwasserverhältnisse sowie zur Gewinnung von Boden- und ggf. Wasserproben;
  • der Durchführung anderer Feldversuche zur Bestimmung abgeleiteter geotechnischer Kenngrößen (s.a. Abbildung 2);
  • der Durchführung von bodenmechanischen Laborversuchen an Bodenproben zur Bestimmung von geotechnischen Kennwerten;
  • der Durchführung von chemischen Analysen zur Überprüfung der umwelttechnischen Eignung der anfallenden Aushubmaterialien zum Wiedereinbau und zur Klärung der ggf. erforderlichen externen Entsorgungsmöglichkeiten für Überschussmassen;

Im Rahmen der Hauptuntersuchung können ggf. auch besondere Felduntersuchungen durchgeführt werden, wie z.B.

  • hydrogeologische Feldversuche (Pumpversuche, geohydraulische Bohrlochtests o.ä.);
  • Probebelastungen (z.B. an Gründungspfählen)
  • Setzungs- und Verformungsmessungen.


In der folgenden Abbildung sind die gemäß dem im Dezember 2005 veröffentlichten "Leitfaden zur Führung der Standicherheitsnachweise an den Hessischen Rhein- und Main-Winderdeichen" von Dezember 2005 geeigneten Bohr- und Sondierverfahren zur Erkundung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse zusammengestellt. Die Planung der Baugrunderkundung und -untersuchung sowie die Auswahl der Erkundungsverfahren und der durchzuführenden Versuche obliegt jedoch letztendlich dem Baugrundgutachter, das heißt dem Geotechniker.


* Eignung nur für Lockerböden bis ca. 8 Meter Erkundungstiefe

** Versuchsdurchführung im Bohrloch, Tiefe des Einzelversuchs ab jeweiliger Ansatzhöhe im Bohrloch

Abbildung: Zusammenstellung der Bohr- und Sondierverfahren gemäß "Leitfaden zur Führung der Standsicherheitsnachweise an den Hessischen Rhein- und Main-Winterdeichen (Dezember 2005)


Warum muss auch hinter dem Deich erkundet (gebohrt) werden?

Im für Deichsanierungen als auch für den Deichneubau hier zu beachtenden "Leitfaden zur Führung der Standsicherheitsnachweise an den Hessischen Rhein- und Main-Winterdeichen" (Dezember 2005) ist der im Folgenden beschriebene Mindestumfang für die Erkundung der Untergrundverhältnisse (Deichlager) und des (bestehenden) Deichkörpers festgelegt, der im Hinblick auf die Unterströmung des Deiches im Hochwasserfall und die aus dieser resultierenden Gefährdungen auch Bohrungen hinter dem luftseitigen Deichfuß vorsieht.

In der folgenden Abbildung ist der Regeluntersuchungsumfang gemäß oben genanntem Leitfaden dargestellt.



Abbildung: Regelanforderungen Untersuchungsumfang gemäß "Leitfaden zur Führung der Standischerheitsnachweise an den Hessischen Rhein- und Main-Winterdeichen (Dezember 2005)

Hauptbohrungen in der Deichachse
Der Aufbau des Deichkörpers ist in der Deichachse durch Kernbohrungen (Hauptbohrungen) in einem Abstand von maximal 150 Metern untereinander bis in die geotechnisch erforderliche Tiefe zu erkunden.

In Deichabschnitten, in welchen noch keine ausreichenden Angaben zum Baugrund vorliegen, ist bei Hochwasserschutzanlagen der "geotechnischen Kategorie 3" (in die die Weschnitzdeiche einzustufen sind) nach DIN 19712 "Hochwasserschutzanlagen an Fließgewässern" ein maximaler Abstand der Baugrundaufschlüsse von 100 Metern vorzusehen.

Geotechnischen Kategorie 3 = Baumaßnahmen mit hohem Schwierigkeitsgrad im Hinblick auf das Zusammenwirken von Baugrund und Bauwerk.

Um im Hinblick auf ggf. erforderliche Untergrundabdichtungsmaßnahmen aussagekräftige Angaben zum Untergrundaufbau zu erhalten, wird als Regelerkundungstiefe die zweifache Deichhöhe unter die Deichaufstandsfläche empfohlen (das heißt Mindestbohrtiefe dreifache Deichhöhe ab Deichkrone). Ein gegebenenfalls vorhandener Stauhorizont (z.B. Tonschicht mit einer sehr geringen Wasserdurchlässigkeit), in den eine Untergrundabdichtungsmaßnahme eingebunden werden kann, ist mindestens zwei Meter tief zu erkunden. Weiche Bodenschichten (z.B. Torfe) sollen in ihrer Gesamtmächtigkeit bis zum Erreichen von tragfähigem Boden erkundet werden.

Letztlich ist die Bohrtiefe so zu wählen, dass alle durch den Deich und durch eventuelle Abdichtungsmaßnahmen beanspruchten Schichten erfasst werden.

Die Kernbohrungen (Hauptbohrungen) werden bis zur Endteufe als verrohrte Baugrundaufschlussbohrungen mit Durchmesser ≥ 200 mm durchgeführt (mit durchgehender Gewinnung gekernter Proben mit Durchmesser  ≥ 100 mm nach DIN EN ISO 22475-1).


Hauptprofile senkrecht zur Deichachse (Querprofile)
Im Hinblick auf die Unterströmung des Deiches im Hochwasserfall werden im Regelfall auch im Deichhinterland (und falls vorhanden analog im Deichvorland) Aufschluss-Kernbohrungen durchgeführt mit einem Abstand von bis zum zehnfachen der Deichhöhe zum Deichfuß (das heißt bei vier Meter hohem Deich bis zu 40 Meter hinter Böschungsfuß). Diese werden in sogenannten Hauptprofilen ausgeführt, die in Abständen von 450 Metern quer zur bestehenden Deichachse (bzw. zur geplanten Deichachse im Falle einer Deichverlegung) angelegt und durch Kernbohrungen erkundet werden.

Gemäß dem oben genannten Leitfaden ist die Erkundung der Hauptprofile jeweils mit folgendem Umfang vorzunehmen:

  • Eine Kleinrammbohrung Durchmesser ≥ 30 mm (nach DIN EN ISO 22475-1 - "Rammkernsondierung") am wasserseitigen Böschungsfuß,
  • eine Kleinrammbohrung in der Mitte der wasserseitigen Böschung (zur Erkundung der Bodenverhältnisse im Böschungsbereich),
  • eine Kernbohrung in der Deichachse (Hauptbohrung),
  • eine Kleinrammbohrung am landseitigen Böschungsfuß,
  • eine Kleinrammbohrung im Hinterland zur Feststellung der Mächtigkeit der bindigen Deckschichten (im Abstand etwa der zehnfachen Deichhöhe zu landseitigem Böschungsfuß),
  • ein Handschurf zur Prüfung, ob wasserseitig eine Böschungsbefestigung (z.B. Steinpackung) vorhanden ist.

Mit den Kleinrammbohrungen ist jeweils der Sand- oder Kieshorizont unterhalb der bindigen Deckschichten mindestens zwei Meter tief zu erkunden.

Ergänzend ist die Lagerungsdichte der anstehenden Sande und/oder Kiese bis zur geotechnisch erforderlichen Tiefe (i.d.R. bis zur Tiefe der Hauptbohrung) mittels einer Ramm- oder Drucksondierung zu bestimmen (schwere Rammsondierung DPH nach DIN EN ISO 22476-2 - vormals DIN 4094).


Zwischenprofile
Zusätzlich zu den Hauptprofilen ist die Mächtigkeit der bindigen Deckschichten am landseitigen Böschungsfuß in "Zwischenprofilen" (ZP) durch jeweils eine Kleinrammbohrungen zu erkunden mit analoger Erkundungstiefe wie bei den Hauptprofilen.


Sonderprofile
Im Bereich von Deichquerungen (z.B. von Medienleitungen) sind Deich- und Untergrundaufbau analog den Hauptprofilen zu erkunden.

Sofern keine gesicherten Bestandunterlagen vorliegen, ist im Zuge der Baugrunderkundung auch die Geometrie von unterirdischen und/oder räumlich begrenzten Bestandsbauwerken zu ermitteln.



Wie läuft eine Baugrunderkundung im Einzelnen ab?

Grundlagenermittlung
Vor der Festlegung des Erkundungsprogrammes sind zunächst alle verfügbare, das Bauvorhaben betreffenden Unterlagen hinsichtlich der zu bearbeitenden Fragestellungen zu sichten und auszuwerten, wie z.B.:

  • Lageplan mit Angabe der Lage des Bauwerks,
  • Grundrisse und Schnitte (mit NN-Höhen),
  • voraussichtliche Lasten,
  • mögliche Konstruktionsanweisungen des Planers,
  • Nutzungsweise des Bauwerks.
  • Geologische Karten Auszug geologische Karte (PDF-Download) Auszug Bodenkarte (PDF-Download)
  • vorhandene Altgutachten
  • Informationen über vorhandene Grundwassermessstellen (Lage. NN-Höhe, Schichtenaufbau, Grundwasseranalysen, Ganglinien),
  • Vorhandene bodenmechanische Untersuchungsergebnisse (z.B. Korngrößenverteilungen),
  • Luftbilder, Bauwerksfotos, historische Karten
  • Katasterauszug mit Eigentumsverhältnissen
  • Informationen über querende Leitungen

Ferner ist zu klären, ob das zu untersuchende Gelände …

  • in einem Natura 2000-Gebiet oder sonstigen Naturschutzgebieten liegt,
  • in Wasser- und Heilquellenschutzgebieten liegt,
  • in einem Bombenabwurfgebiet oder im Bereich ehemaliger Flakstellungen liegt,
  • in einem Gebiet mit Kulturgütern von besonderer Bedeutung liegt.

Natura 2000 ist ein EU-weites Netz von Schutzgebieten zur Erhaltung gefährdeter oder typischer Lebensräume und Arten. Es setzt sich zusammen aus den Schutzgebieten der Vogelschutz-Richtlinie (Richtlinie 2009/147/EG) und den Schutzgebieten der Fauna-Flora-Habitat (FFH) Richtlinie (Richtlinie 92/43/EWG). Mit derzeit über 27.000 Schutzgebieten auf fast 20 Prozent der Fläche der EU ist Natura 2000 das größte grenzüberschreitende, koordinierte Schutzgebietsnetz weltweit. Es leistet einen wichtigen Beitrag zum Schutz der biologischen Vielfalt in der EU.

Im jetzigen Untersuchungsgebiet sind weder Natura-2000- noch sonstige Naturschutzgebiete oder Wasser- und Heilquellenschutzgebiete (Zone I + II) vorhanden und des sind auch keine Kulturgüter von besonderer Bedeutung bekannt.

Nach dem hydrologischen Kartenwerk für die Hessische Rhein- und Mainebene liegen die zu erkundenden Weschnitzdeiche jedoch überwiegend in einem Trinkwasserschutzgebiet der Zone III/IIIA ("weitere Schutzzone").

Gemäß dem Kampfmittelräumdienst (KMRD) des Landes Hessen liegt das Untersuchungsgebiet am Rand eines bzw. teilweise auch in einem Bombenabwurfgebiet und im Bereich ehemaliger Flakstellungen, so dass grundsätzlich vom Vorhandensein von Kampfmitteln ausgegangen werden muss. Daher müssen alle ca. 300 Bohransatzpunkte vor den Bohrarbeiten auf Kampfmittel überprüft werden, und zwar bis zu einer Tiefe von 5 m unter die im 2. Weltkrieg vorhandene Geländeoberkante (GOK).

Die "GOK 2. Weltkrieg" wird wie folgt angenommen:

  • im landseitigen Gelände:    heutige GOK
  • in der Aufstandsfläche der vorhandenen Deiche:    Deichunterkante (= sichere Seite im Sinne der Fragestellung)

Zu den vom KMRD benannten Verdachtspunkten ist ein Sicherheitsabstand von 15 m einzuhalten, der in den Lageplänen mit den geplanten Bohransatzpunkten jeweils als Kreis um den Verdachtspunkt mit einem Radius von 15 m eingetragen ist.


Festlegen und Darstellen der erforderlichen Baugrunderkundungen
Das Erkundungsprogramm wurde unter Beachtung der o.g. Normen und des "Leitfadens zur Führung der Standsicherheitsnachweise an den Hessischen Rhein- und Main-Winterdeichen" (Dezember 2005) sowie der Ergebnisse der bisherigen Grundlagenermittlung geplant.


Weitere vorbereitende Maßnahmen
Erstellung der Leistungsbeschreibung und des Leistungsverzeichnisses für die Kernbohrungen
Ausschreibung und Vergabe an ein hierfür qualifiziertes Bohrunternehmen.
Information der Grundstückseigentümer und Einholung der Betretungserlaubnis zur zur Durchführung der Erkundungsbohrungen auf den jeweiligen Grundstücken.


Ablauf der Baugrunderkundung
Durch einen Vermesser werden zunächst die Bohransatzpunkte abgesteckt und im Gelände mittels rot markierter Holzpflöcke und zusätzlich mit Markierspray auf dem Boden gekennzeichnet. Die abzusteckenden Bohransatzpunkte im landseitigen Gelände und in den bestehenden Deichachsen werden dabei jeweils zu Fuß auf kürzestem Weg von den Wirtschaftswegen aus erreicht, so dass die landwirtschaftlichen Flächen möglichst wenig beeinträchtigt werden.

Zunächst müssen die Bohransatzpunkte dann auf ggf. vorhandenen Kampfmittel-Verdacht im Untergrund untersucht werden, da das Untersuchungsgebiet gemäß der Auskunft des Kampfmittelräumdienstes des Landes Hessen am Rande eines bzw. in einem Bombenabwurfgebiet und im Bereich von ehemaligen Flakstellungen liegt. Die Bohransatzpunkte werden hierfür durch einen Kampfmittelräumer zunächst mittels geomagnetischer Oberflächendetektion überprüft. Auch hierfür müssen die Grundstücke und die bestehenden Deiche nur zu Fuß betreten werden (analog Vermessung).   

Sollte eine Oberflächendetektion nicht möglich sein (z.B. wegen metallhaltiger Auffüllungen im Untergrund), muss der Bohransatzpunkt mittels Schneckenbohrungen und Tiefensondierungen überprüft werden. In diesem Fall wird ein leichtes Bohrgerät (auf Raupenlafette) von den Wirtschaftswegen aus auf kürzestem Weg zum Ansatzpunkt und nach Ausführung von Schneckenbohrung(en) für die Tiefensondierungen in der gleichen Spur zurück gefahren. Nach Freigabe der Bohransatzpunkte durch den Kampfmittelräumer werden die Kernbohrungen (KB), Kleinrammbohrungen (RKS) und Rammsondierung (DPH) zur Baugrunderkundung ausgeführt.

Die Kernbohrgeräte werden von den am Deichfuß verlaufenden Wegen jeweils auf kürzestem Weg zu den Ansatzpunkten gefahren (zwischen den ca. 200 m voneinander entfernten Ansatzpunkten – soweit ohne Flurschäden befahrbar - ggf. über die Deichkrone). Die Begleitfahrzeuge fahren planmäßig nur auf den Wegen entlang dem Deichfuß.

Der Arbeitstrupp für die Ausführung der Kleinrammbohrungen in der Deichachse und im landseitigen Gelände wird ebenfalls nur die Wege entlang dem Deichfuß befahren. Die Bohrungen können mittels handtransportierter Geräte ausgeführt werden (s. Bild 5) oder mittels Kleinrammbohrgerät auf einer Raupenlafette (Gewicht bis zu ca. 1 Tonne). Bei beiden Ausführungsvarianten sind aufgrund der geringen Gerätegewichte keine schädlichen Bodenverdichtungen auf den landseitigen Feldern zu erwarten.

Die mittels Kernbohrungen gewonnenen Kerne werden vor Ort teufengerecht in Holzkisten ausgelegt, die Schichtungen in Schichtenverzeichnissen dokumentiert und zeitnah fotografiert. Aus den mittels Kernbohrungen gewonnenen Kernen werden dann gestörte und ungestörte Proben für bodenmechanische und umwelttechnische Untersuchungen entnommen.

Mit den Kleinrammbohrungen wird nur wenig Kernmaterial gewonnen, aus dem nur gestörte Proben mit geringen Probenmengen entnommen werden können (z.B. für Bestimmung der Korngrößenverteilung oder des Anteils an organischen Bestandteilen).

Das Ergebnis jeder Bohrung wird vom Bohrmeister in einem Schichtenverzeichnis dokumentiert (nach DIN EN ISO 22475 1, Anhang B, Pkt. B.4) und eine Fotodokumentation zu den Bohrkernen erstellt. Der Geotechniker prüft dieses und ergänzt es erforderlichenfalls anhand seiner (aus bodenmechanischer und ingenieurgeologischer Sicht) durchgeführten manuellen und visuellen "Ansprache" des Bohrguts und der Bodenproben.

An den aus den Bohrungen entnommen Proben werden bodenmechanische Laborversuche durchgeführt (z.B. Bestimmung der Korngrößenverteilungskurve, Bestimmung der Dichte, Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit des Bodens, Bestimmung des Wassergehaltes), um die Eigenschaften der (zunächst nur mit manuellen und visuellen Methoden angesprochenen) Böden zu überprüfen, konkretisieren und weitere Bodeneigenschaften zu bestimmen.

An den entnommen Bodenproben können auch umwelttechnische Analysen durchgeführt werden (z.B. im Hinblick auf die Verwertung und/oder Entsorgung von Aushubmaterial).

Im Schichtenverzeichnis werden außerdem die entnommenen Bodenproben festgehalten und die beim Bohren über das Grundwasser gewonnen Erkenntnisse hinsichtlich des Antreffens von Grundwasser sowie die zeitlichen Veränderungen des Grundwasserspiegels im Bohrloch.
 
Danach wird das im Schichtenverzeichnis dokumentierte Bohrergebnis zeichnerisch in einem Bohrprofil dargestellt (nach DIN 4023:2006 02), wobei genormte Signaturen verwendet werden (entsprechend DIN 4023).

Das Ergebnis einer Rammsondierung kann als tiefenbezogenes Sondierdiagramm dargestellt werden, anhand dessen (in Verbindung mit dem zugehörigen Bohrprofil) Angaben über die Lagerungsdichte rolliger Böden (Sande und Kiese) abgeleitet werden können. Bei tonigen Verwitterungsböden kann das Rammdiagramm auch wertvolle Hinweise auf die Verwitterungs- bzw. Auflockerungstiefe des Untergrundes liefern.


Welche Ergebnisse/Erkenntnisse liefert eine Baugrunderkundung?
Die direkten und indirekten Aufschlüsse sowie die Recherche-Ergebnisse in vorliegenden Baugrundunterlagen sind die Grundlagen zur Erstellung des "Baugrundmodells", in dem meist nur punktuell vorhandenen Ergebnisse interpoliert und zu einer 3-dimensionalen Baugrund-Geometrie zusammengefasst werden.

Das Baugrundmodell ist dann die Grundlage für die bauwerksbezogenen Planungen (Sanierung der bestehenden Deiche, ggf. Deichneubau, Herstellen von geböschten oder verbauten Baugruben, Dimensionierung von Baugrubenverbauen, und Gründungen sowie für Verformungsprognosen). Es enthält die Ansätze zum Schichtenverlauf und zu den Eigenschaften (Kennwerten) der einzelnen Schichten im zu bebauenden Bereich und in dessen Umfeld.

In einem projektbezogenen Baugrundgutachten wird das räumliche Baugrundmodell mit den maßgebenden Schichten (unter Anwendung projektbezogener Vereinfachungen und Abstraktionen) in Schnitten dargestellt und alle wichtigen Eigenschaften der Schichten werden (mit ihren Streuungen) beschrieben.

Das Baugrundgutachten soll nach HOAI folgendes beinhalten (Grundleistungen):

  • Beschreiben der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse (Baugrundmodell)
    • Auswerten und Darstellen der Baugrunderkundungen sowie der Labor- und Feldversuche
    • Abschätzung des Schwankungsbereiches von Wasserständen und/oder Druckhöhen im Boden
    • Klassifizieren des Baugrunds und Festlegen der Baugrundkennwerte, die u.a. für statische Nachweise benötigt werden
  • Beurteilung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse, Empfehlungen, Hinweise, Angaben zur Bemessung von Gründungen
    • Beurteilung des Baugrundes (z.B. hinsichtlich Tragfähigkeit),
    • Empfehlungen für die Gründung mit Angabe der geotechnischen Bemessungsparameter (zulässige Flächenpressung bei Fundamenten),
    • Angabe der zu erwartenden Setzungen von Bauelementen (z.B. des Deiches),
    • Hinweise zur Herstellung und Trockenhaltung der Baugrube und des Bauwerks sowie Angaben zur Auswirkung der Baumaßnahme auf Nachbarbauwerke,
    • Allgemeine Angaben zum Erdbau,
    • Angaben zur geotechnischen Eignung von Aushubmaterial zur Wiederverwendung bei der betreffenden Baumaßnahme sowie Hinweise zur Bauausführung,
    • Angaben zur umwelttechnischen Eignung von Aushubmaterial hinsichtlich der Verwertung.

Darüber hinaus sind die Ergebnisse der Baugrunderkundung u.a. Grundlage für …

  • geotechnische Berechnungen zur Standsicherheit oder Gebrauchstauglichkeit (z.B. Setzungs-, Grundbruch- und Geländebruchberechnungen),
  • die Planung von Gründungselementen, Baugrubensicherungen, Erdbauwerken,
  • hydrogeologische, geohydraulische und besondere numerische Berechnungen,
  • die Planung von Dränanlagen, Anlagen zur Grundwasserabsenkung oder sonstigen ständigen oder bauzeitlichen Eingriffen in das Grundwasser.