Vorhaben:

Lärmsanierung an Schienenwegen des BundesAbschnitt Groß-Gerau Dornheim, Strecke 4010

Unterlage 11

Geotechnischer Bericht

0 Ausgangsverfahren: Antragsfassung 10.11.2020

Index Änderungen bzw. Ergänzungen Planungsstand

Vorhabenträger:

DB Netz AGRegionalbereich West,LärmsanierungSchwarzwaldstraße 8276137 Karlsruhe

10.11.2020Datum Unterschrift

Verfasser:

Dr. Spang GmbHHalsbrücker Straße 3409599 Freiberg

30.10.2020Datum Unterschrift

Genehmigungsvermerk Eisenbahn-Bundesamt

INGENIEURGESELLSCHAFT FÜR BAUWESEN, GEOLOGIE UND UMWELTTECHNIK MBH

Gesellschaft: HRB 8527 Amtsgericht Bochum, USt-IdNr. DE126873490, https://www.dr-spang.de 58453 Witten, Rosi-Wolfstein-Straße 6, Tel. (0 23 02) 9 14 02 - 0, Fax 9 14 02 - 20, zentrale@dr-spang.de

Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Christian Spang, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Christoph Spang

Niederlassungen: 73734 Esslingen/Neckar, Eberhard-Bauer-Str. 32, Tel. (0711) 351 30 49-0, Fax 351 30 49-19, esslingen@dr-spang.de 60528 Frankfurt/Main, Lyoner Straße 12, Tel. (069) 678 65 08-0, Fax 678 65 08-20, frankfurt@dr-spang.de 09599 Freiberg/Sachsen, Halsbrücker Straße 34, Tel. (03731) 798 789-0, Fax 798 789-20, freiberg@dr-spang.de 21079 Hamburg, Harburger Schloßstraße 30, Tel. (040) 524 73 35-0, Fax 524 73 35-20, hamburg@dr-spang.de 06618 Naumburg, Wilhelm-Franke-Straße 11, Tel. (03445) 762-25, Fax 762-20, naumburg@dr-spang.de 90491 Nürnberg, Erlenstegenstraße 72, Tel. (0911) 964 56 65-0, Fax 964 56 65-5, nuernberg@dr-spang.de 14480 Potsdam, Großbeerenstraße 231, Haus III, Tel. (0331) 231 843-0, Fax 231 843-20, berlin@dr-spang.de

Banken: Deutsche Bank AG, Witten, IBAN: DE42 4307 0024 0813 9511 00, BIC: DEUTDEDB430 Stadtsparkasse Witten, IBAN: DE59 4525 0035 0000 0049 11, BIC: WELADED1WTN

DB Netz AG Regionalbereich Südwest Lärmsanierung (I.NG-W-N(4)) Frau Dauth Schwarzwaldstraße 82 76137 Karlsruhe Projekt-Nr. Datei Diktat Büro Datum P39.6102 P6102B200525_SSW1G Eh/Wn Freiberg 25.05.2020

Lärmsanierung an Schienenwegen des Bundes

SSW Hattersheim und Groß-Gerau, 06.368.BG.01

SSW 1 – Groß-Gerau

Strecke 4010 Mannheim – Frankfurt am Main

Bahn-km 50,126 bis Bahn-km 51,007 (l.d.B.)

- Baugrundbeurteilung und Gründungsberatung -

Abruf Nr. 0016/VEY/41691896

Vergabevorgang-Nr. 18FEI31821

Auftrag vom 23.08.2018

Projekt: 39.6102 Seite 2 25.05.2020

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P6102B200525_SSW1G

INHALT SEITE

1. ALLGEMEINES 4

1.1 Projekt 4

1.2 Auftrag 4

1.3 Unterlagen 5

1.4 Untersuchungen 6

2. GEOTECHNISCHE SITUATION 9

2.1 Morphologie, örtliche Gegebenheiten, vorhandene Bebauung, Einwirkungen 9

2.2 Geologische Übersicht 10

2.3 Baugrundmodell / Erkundungsergebnisse 10

2.4 Hydrogeologische Gegebenheiten 11

2.5 Geotechnische Besonderheiten 13

2.6 Altlastenverdachtsflächen 14

3. LABORUNTERSUCHUNGEN 15

3.1 Ergebnisse der chemischen Laborversuche 15

3.2 Bodenmechanische Laborversuche 16

4. BODENKLASSIFIZIERUNG 17

4.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke 17

4.2 Bodenkennwerte 18

5. FOLGERUNGEN 19

5.1 Gründung / Tragfähigkeit 19

5.2 Baugruben / Wasserhaltung 20

5.3 Nachbarbebauung 21

6. BEMESSUNG VON LÄRMSCHUTZWÄNDEN 21

7. EMPFEHLUNGEN 23

7.1 Tiefgründung Strecke LSW – Nachweisverfahren nach M EBGS-Lsw 23

7.2 Tiefgründung Sonderbauwerk – Nachweisverfahren nach EA-Pfähle 25

7.2.1 Rammrohrgründung 25

7.2.2 Mikropfahlgründung 29

7.2.3 Bohrpfahlgründung 30

7.2.4 Horizontale Bettung von Pfahlgründungen 31

Projekt: 39.6102 Seite 3 25.05.2020

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7.3 Baugruben 31

7.4 Wasserhaltung 32

7.5 Empfehlungen zur Bauausführung 32

7.6 Sonstige Empfehlungen 34

8. ANLAGEN

Anlage 1: Übersichtslageplan, 1 : 50.000 (2)

Anlage 2: Lageplan mit Aufschlusspunkten, 1 : 500 (3)

Anlage 3: Geotechnische Schnitte, 1 : 500 / 1 : 100 (3)

Anlage 4: Ergebnisse der Baugrundaufschlüsse (1)

Anlage 4.1: Zeichenerläuterung Baugrunderkundung (2)

Anlage 4.2: Bohrsondierungen / Rammsondierungen (BS / DPM / DPH) (13)

Anlage 5 Schürfe (1)

Anlage 5.1: Aufnahme Suchschürfe (13)

Anlage 5.2: Fotodokumentation Suchschürfe (11)

Anlage 5.3: Fotodokumentation Suchschürfe (Nacherkundung 2020) (13)

Anlage 6: Bodenmechanische Laborversuche (1)

Anlage 6.1: Zustandsgrenzen nach DIN 18 122 (6)

Anlage 6.2: Körnungslinien nach DIN EN ISO 17892-4 (7)

Anlage 6.3: Bestimmung Wassergehalt nach DIN EN ISO 17892-1 (1)

Anlage 7: Ergebnisse der chemischen Laborversuche (1)

Anlage 7.1: Prüfung und Beurteilung von betonangreifenden Böden nach DIN 4030

Teil 1:2008-06 (3)

Anlage 7.2: Beurteilung von Erdböden nach DIN 50 929, Teil 3 (12)

Anlage 7.3: Laborergebnisse Agrolab Labor GmbH (6)

Anlage 8: Homogenbereiche nach VOB/C (Ausgabe 2016) (1)

Anlage 8.1: Homogenbereiche nach VOB/C (Ausgabe 2016) (8)

Anlage 8.2: Längsschnitt Homogenbereiche Rammarbeiten (2)

Anlage 9: Ergebnisse Altlastenanfrage (2)

Projekt: 39.6102 Seite 4 25.05.2020

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1. ALLGEMEINES

1.1 Projekt

Die DB AG plant eine Lärmschutzmaßnahme entlang der DB-Strecke 4010 im Bereich der Orts-

durchfahrt Groß-Gerau. Die Schallschutzwand (SSW) ist links der Bahn vorgesehen. Ursprünglich

war die Baumaßnahme von ca. Bahn-km 50,328 bis Bahn-km 50,913 geplant. Aufgrund der neuen

Förderrichtlinie für die „Lärmsanierung an bestehenden Schienenwegen des Bundes“ vom

01.01.2019 und damit verbundener Überarbeitung der Schallgutachten ergibt sich eine Verlänge-

rung der geplanten SSW um 202 m. Die SSW 1 beginnt nun bei ca. Bahn-km 50,126. Durch die

zusätzliche Aufnahme eines zu schützenden Altersheimes ergibt sich eine erneute Verlängerung

der SSW 1 um 94 m, demzufolge endet die SSW 1 in Groß-Gerau bei km 51,007. Die nachfolgende

Tabelle 1.1-1 gibt einen Überblick über das Vorhaben. Die Gründung der SSW kann über Flach-,

Rammrohr-, Mikropfahl oder Bohrpfahlgründungen oder auch Torsionsbalken erfolgen.

Stre-cke

Objekt Sonder-bauwerke

von km – bis km

Lage Höhe (SO)

Länge

4010 06_366_SSW-Nr_1 2

50,126 – 51,007

ldB 3,0 m 881 m

2 Bauwerke Länge 8 m,

3 m

Tabelle 1.1-1: Lage und örtliche Verhältnisse der geplanten SSW

Für die Schallschutzwand werden Baugrunduntersuchungen sowie Kabelsuchschachtungen erfor-

derlich. Es ist eine chemische Analytik zur Bestimmung der Beton- und Stahlaggressivität durch-

zuführen. Die Ergebnisse der Baugrunduntersuchung und die Dokumentation der Suchschürfe

werden im nachfolgenden Baugrundgutachten zusammengefasst und bewertet.

1.2 Auftrag

Auf Basis unseres Angebotes A11745 vom 09.05.2018 wurde die Dr. Spang GmbH mit Schreiben

vom 23.08.2018 mit der Abruf Nr. VEY/16/41691896 (Vergabevorgang-Nr. 18FEI31821) von der DB

Netz AG beauftragt, für das o. g. Bauvorhaben eine Baugrunderkundung durchzuführen und eine

Gründungsberatung zu erarbeiten. Unsere Nachtragsangebote für die Wandverlängerungen vom

02.04.2019 und 25.09.2019 wurden am 31.05.2019 bzw. 18.10.20019 bestätigt.

Projekt: 39.6102 Seite 5 25.05.2020

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P6102B200525_SSW1G

1.3 Unterlagen

Für die Bearbeitung des Projektes wurden folgende Unterlagen verwendet:

[U 1] Lagepläne von Sweco GmbH, Stand 10.04.2018; Pläne per Email übermittelt am

26.03.2018.

[U 2] BGR – Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe; Geoviewer, Stand

26.04.2019.

[U 3] Umweltatlas Hessen – Ein Angebot des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Ge-

ologie, http://atlas.umwelt.hessen.de/atlas/, Stand 26.04.2019.

[U 4] Internetseite des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie

(HLNUG), Landesgrundwasserdienst, http://www.hlnug.de; Stand 23.04.2019.

[U 5] Geologische Karte von Hessen 1 : 25 000, Blatt 6116 Oppenheim; Hessisches Landes-

amt für Bodenforschung, 1. Auflage, Wiesbaden 1994.

[U 6] Grundwasserhöhengleichen im April 2001, hoher Grundwasserstand; Hydrologisches

Kartenwerk Hessische Rhein- und Mainebene, Maßstab 1 : 50 000; Hessisches Landes-

amt für Umwelt und Geologie.

[U 7] Ril 836 – DB Netz, Deutsche Bahn Gruppe: Erdbauwerke planen, bauen und instand halten,

5. Aktualisierung, gültig ab 01.07.2018.

[U 8] Ril 804.5501: Lärmschutzanlagen an Eisenbahnstrecken, DB Netz AG, Frankfurt am Main,

01.10.2017.

[U 9] EC 7; Handbuch Eurocode 7, Geotechnische Bemessung, Stand 2011.

[U 10] Merkblatt über Entwurfs- und Berechnungsgrundlagen für Gründungen und Stahl-

pfosten von Lärmschutzwänden und Überflughilfen an Straßen M EBGS-Lsw; For-

schungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV), Köln, Ausgabe 2018.

Projekt: 39.6102 Seite 6 25.05.2020

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P6102B200525_SSW1G

[U 11] Empfehlungen des Arbeitskreises „Pfähle“, EA-Pfähle, 2. Auflage, Ernst & Sohn GmbH

& Co. KG, 2012.

[U 12] Arbeitskreis 1.4 „Baugrunddynamik“: Empfehlungen des Arbeitskreises Baugrund-

dynamik, Deutsche Gesellschaft für Geotechnik (DGGT), Berlin 2002.

[U 13] Vogt, N. (1988): Vorschlag für die Bemessung der Gründung von Lärmschutzwänden, Ge-

otechnik 11, 1988, Heft 4.

[U 14] CS.R 03-M, Ergebnis Altlastenauskunft; Altlasten-/Entsorgungsmanagement Region

Mitte, Frankfurt a. Main; Mail vom 04.03.2019.

[U 15] Groß-Gerau Dornheim (Strecke 4010 Mannheim – Frankfurt – Stadion) von km 50,00

bis km 51,20, Bau von Lärmschutzwänden, Kampfmittelbelastung und -räumung;

Kampfmittelräumdienst des Landes Hessen, Regierungspräsidium Darmstadt, 20.02.2007.

[U 16] Entwurfsvermessung; A.I.T. GmbH Ingenieure im Bauwesen, Rimpar, 09.01.2020

1.4 Untersuchungen

Baugrunduntersuchungen: In der geplanten Trasse der Schallschutzwand (SSW 1) wurden durch

die Dr. Spang GmbH im Zeitraum vom 15.01.2019 - 17.01.2019, vom 06.05.2019 - 08.05.2019 und

im Zeitraum vom 25.03.2020 - 27.03.2020 13 Kleinrammbohrungen (BS, BS 1 – BS 13) als Ramm-

kernsondierungen (Schappen-Ø 40 – 60 mm) nach DIN EN ISO 22475-1, Tabelle 2, Zeile 6 bis max.

7,0 m Tiefe und 5 Schwere Rammsondierungen (DPH, DPH 1 – DPH 5) sowie 7 Mittelschwere

Rammsondierungen (DPM 7 – DPM 13) nach DIN EN ISO 22 476-2 bis in eine maximale Tiefe von

9,0 m unter Ansatzpunkt ausgeführt.

Das Bohrgut wurde nach den Maßgaben der DIN EN ISO 14 688 geotechnisch aufgenommen und

gemäß DIN 18 196 gruppiert sowie nach DIN 18 300 und DIN 18 301 klassifiziert. Es wurden Ho-

mogenbereiche nach VOB 2016 definiert. Die Ergebnisse der Bohrgutaufnahmen (BS) sind gemäß

DIN 4023 den Rammsondierungen (DPM, DPH) gemäß DIN EN ISO 22 476-2 als Rammdiagramme

in Anlage 4.2 gegenübergestellt.

Projekt: 39.6102 Seite 7 25.05.2020

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P6102B200525_SSW1G

Die abgeteuften Aufschlüsse wurden durch die Dr. Spang GmbH lage- und höhenmäßig eingemes-

sen. Alle Aufschlüsse sind im Lageplan (Anlage 2.1) dargestellt. Die Ansatzhöhen und Endteufen

der Aufschlüsse sind den Darstellungen in Anlage 3 bzw. Anlage 4.2 zu entnehmen.

Leitungsbestand: Zur Erkundung des Leitungsbestandes im Bereich der Schallschutzwandtrasse

wurden durch die Dr. Spang GmbH 13 Suchschürfe (SCH 1 – SCH 13) ausgeführt. Die Schurfauf-

nahmen und die dabei erstellte Fotodokumentation sind in Anlage 5 enthalten.

Laboruntersuchungen: Aus den hergestellten Bohrungen wurden insgesamt 100 gestörte Proben

entnommen. Aus diesen Proben wurden für chemische und bodenmechanische Laboruntersuchun-

gen Mischproben zusammengestellt. Es wurden drei Mischproben analysiert, um die Beton- und

Stahlaggressivität der angetroffenen Böden zu überprüfen (Auffüllungen, Decklehm, Kiessande).

Im Einzelnen wurden die in der Tabelle 1.4-1 dargestellten Bodenproben für chemische Laborunter-

suchungen verwendet:

Mischprobe Bohrsondierung Proben-Nr. Entnahmetiefe Untersuchung

SSW1G_MP1-C

BS 1 G 1 0,0 - 0,4

Beton- und Stahlaggressivi-

tät Boden

G 2 0,4 - 0,9 G 3 0,9 - 1,3

BS 3 G 1 0,0 - 0,9 G 2 0,9 - 1,2

BS 5 G 1 0,0 - 0,9 G 2 0,9 - 1,2

SSW1G_MP2-C

BS 2 G 4 2,0 - 2,7 Beton- und

Stahlaggressivi-tät Boden

BS 3 G 3 1,2 - 2,2 BS 4 G 5 1,0 - 2,0 BS 6 G 4 1,5 - 2,3

SSW1G_MP3-C

BS 2 G 5 2,7 - 5,0

Beton- und Stahlaggressivi-

tät Boden

G 6 5,0 - 7,0 BS 5 G 8 5,5 - 7,0

BS 6 G 5 2,3 - 3,0 G 6 3,0 - 4,0

Tabelle 1.4-1: Übersicht Zusammenstellung Mischproben für chemische Laboruntersuchungen

Die chemischen Untersuchungen der Mischproben wurden bei der Agrolab Labor GmbH durchge-

führt. Die Prüfberichte des Labors liegen in Anlage 7.3 bei. Die Ergebnisse der Bestimmung der

Beton- und Stahlaggressivität nach DIN 4030 und DIN 50 929 sind in den Anlagen 7.1 und 7.2 dar-

gestellt.

Projekt: 39.6102 Seite 8 25.05.2020

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An den Mischproben der rolligen und bindigen Böden wurden sieben Sieblinien und für die bindigen

Böden sechs Konsistenzgrenzen, sowie zwei Wassergehalte bestimmt. Im Einzelnen wurden die in

der Tabelle 1.4-2 dargestellten Bodenproben für bodenmechanische Laboruntersuchungen verwen-

det:

Mischprobe Bohrsondierung Proben-Nr. Entnahmetiefe Untersuchung

SSW1G-MP1-B

BS 1

G 5 2,2 - 3,2

kombinierte Sieb- / Schlämmanalyse

G 6 3,2 - 4,2 G 7 4,2 - 5,0 G 8 5,0 - 7,0

BS 3 G 5 2,6 - 3,6 G 6 3,6 - 5,0 G 7 5,0 - 7,0

SSW1G-MP2-B

BS 4 G 6 2,0 - 2,7

kombinierte Sieb- / Schlämmanalyse

G 7 2,7 - 5 G 8 5,0 - 7,0

BS 5 G 5 2,7 - 3,5 G 6 3,5 - 4,5 G 7 4,5 - 5,5

SSW1G-MP3-B BS 1 G 4 1,3 - 2,2 kombinierte Sieb- /

Schlämmanalyse BS 6 G 3 0,9 - 1,5

SSW1G-MP4-B BS 2 G 3 1,0 - 2,0 Zustandsgrenze

SSW1G-MP5-B BS 3 G 4 2,2 - 2,6 Zustandsgrenze

SSW1G-MP6-B BS 6 G 4 1,5 - 2,3

Zustandsgrenze BS 2 G 4 2,0 – 2,7 BS 3 G 3 1,2 – 2,0

SSW1G-MP7-B

BS 7 G 4 1,9 - 2,9

kombinierte Sieb- / Schlämmanalyse

G 5 2,9 - 3,9 G 6 3,9 - 4,9

BS 8 G 5 3,1 - 4,1 G 6 4,1 - 5,1

BS 9 G 3 1,4 - 2,4 G 4 2,4 - 3,4 G 5 3,4 - 4,4

BS 10 G 5 2,8 - 3,8 G 6 3,8 - 4,8 G 7 4,8 - 7,0

SSW1G-MP8-B

BS 7 G 2 0,5 - 1,5 kombinierte Sieb- / Schlämmanalyse

BS 8 G 3 1,5 - 1,9 G 2 0,4 - 1,1

BS 10 G 2 0,5 - 1,5

SSW1G-MP9-B BS 9 G 2 0,5 - 1,4 Zustandsgrenze

Projekt: 39.6102 Seite 9 25.05.2020

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Mischprobe Bohrsondierung Proben-Nr. Entnahmetiefe Untersuchung

SSW1G-MP10-B BS 10 G 3 1,5 - 1,8 BS 11

- BS 11 G 4 1,5 – 2,3

kombinierte Sieb- / Schlämmanalyse, Zustandsgrenzen,

Wassergehalt

- BS 11 G 6 3,3 – 4,3 Siebung,

Wassergehalt

Tabelle 1.4-2: Übersicht Zusammenstellung Mischproben für bodenmechanische Laboruntersu-

chungen

2. GEOTECHNISCHE SITUATION

2.1 Morphologie, örtliche Gegebenheiten, vorhandene Bebauung, Einwirkungen

Der Streckenabschnitt befindet sich in Dornheim, im südlichen Teil der Kreisstadt Groß-Gerau, an

der Strecke 4010 (Mannheim – Frankfurt am Main). Das umgebende Gelände ist relativ flach aus-

gebildet. Die Schienenoberkante verläuft auf einer Höhe von ca. 88 m NHN.

Der Bahnkörper verläuft im Untersuchungsbereich überwiegend in Gleichlage. Die Bahntrasse wird

bei ca. km 50,325 mittels Straßenüberführung (SÜ) von dem „Mühlweg“ überquert. Ab ca. Bahn-

km 50,370 bis ca. Bahn-km 50,650 verläuft der Bahnhof des Haltepunktes Groß Gerau-Dornheim

mit Bahnsteig links der Bahn. Bei ca. km 50,995 überführt die Bahnstrecke den Durchlass des

Kühbruchgrabens.

In den ausgeführten EBA-Suchschürfen (vgl. Kap. 1.4) wurden mehrere Leitungen erkundet (vgl.

Anlage 5). Entlang der Strecke befindet sich Bebauung in Form einer Vielzahl von Masten, o.g. SÜ

Wohn- und Gewerbebebauung, eines Sportplatzes, verschiedenen Parallel- und Querstraßen so-

wie des Bahnhofs Groß Gerau-Dornheim.

Projekt: 39.6102 Seite 10 25.05.2020

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2.2 Geologische Übersicht

Nach dem geologischen Kartenmaterial ([U 2], [U 5]) werden die geologischen Verhältnisse im für

die Bauaufgabe maßgebenden Tiefenbereich von den quartären Lockergesteinssedimenten des

Pleistozäns bestimmt. Im Untersuchungsbereich bedecken schluffige Flussablagerungen (Fluss-

schlick) die Sande der Hochterrasse. Festgesteine sind für die Baumaßnahme nicht relevant.

2.3 Baugrundmodell / Erkundungsergebnisse

Aus den Erkundungsergebnissen der Kleinrammbohrungen (BS 1 – BS 13) und der Rammsondie-

rungen (DPH 1 – DPH 5, DPM 7 – DPM 13) wurden die in Tabelle 2.3-1 aufgeführten Schichten

ausgewiesen. Die Reihenfolge gibt gleichzeitig die zu erwartende Schichtfolge von oben nach unten

an.

Schicht Bezeich-

nung

Schicht Bodenbeschreibung

Mächtigkeit [m]

UK [m NHN]

Kornverteilung/ Farbe

Konsistenz / Lagerung

1 Auffüllungen 0,9 – 1,3 85,8 – 87,3

Kies, sandig, schluffig, tonig, humos; Sand, kiesig, schluffig; Schluff, kiesig, sandig, tonig; Ton, kiesig, sandig, schluffig /

braun, grau, graubraun, schwarz

weich – steif / locker

2 Flussschlick 0,9 – 1,7

84,1 – 86,3

Ton, sandig, schluffig / braun, gelb-grau, graubraun

steif – halbfest

3 Fluviatile Sande 1)

> 4,3 – 4,8 < 80,1 – 81,5 1)

Sand, kiesig, schluffig / braun, gelbbraun, graubraun

mitteldicht (z.T. locker)

1) Unterkante nicht erbohrt

Tabelle 2.3-1: Zusammenfassung des bauwerksrelevanten Bodenaufbaus

Der angetroffene Baugrundaufbau entspricht grundsätzlich den nach der geologischen Karte zu er-

wartenden Verhältnissen. Die Konstruktionsschichten des Bahnkörpers (Schotter, PSS) spielen für

die Bauwerksgründung praktisch keine Rolle, wurden nicht direkt bzw. nur vereinzelt erkundet und

werden deshalb im Folgenden nicht gesondert ausgehalten. Sie werden zur Schicht 1 – Auffüllungen

dazugezählt.

Projekt: 39.6102 Seite 11 25.05.2020

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Schicht 1 – Auffüllungen: Die Mächtigkeit der Auffüllungen beträgt maximal 1,3 m. Das Material

der Auffüllungen setzt sich überwiegend aus rolligen und gemischtkörnigen Böden zusammen. Es

wurden überwiegend sandige, kiesige Schluffe und Tone sowie sandige. tlw. Schluffige, tonige Kiese

und kiesige Sande angetroffen. Die Konsistenz wurde laut Sondenansprache überwiegend als weich

bis steif bestimmt. Die kiesigen Komponenten bestehen insbesondere aus Gleisschotter, Ziegelres-

ten, Bauschutt und Schlackeresten. Das Material weist eine braune, graue, schwarze bis graubraune

Farbe auf und wurde überwiegend erdfeucht angetroffen. Oberflächennah können in den Auffüllun-

gen vereinzelt Wurzel- und Pflanzenreste auftreten.

Schicht 2 – Flussschlick: Der Flussschlick wurde unterhalb der Auffüllungen und oberhalb der

fluviatilen Sande (Schicht 3) angetroffen. Die Mächtigkeit des Decklehms liegt ca. zwischen 0,9 und

1,7 m. Bei dem Flussschlick handelt es sich um überwiegend feinkörnige Böden in Form von fein-

sandigen, schluffigen Tonen. Die Farbe des Flussschlicks ist überwiegend braun, gelbgrau bis grau-

braun. Anhand der Sondenansprache wurde eine überwiegend steife bis halbfeste Konsistenz fest-

gestellt.

Schicht 3 – Fluviatile Sande: Die fluviatilen Sande wurden unterhalb der Flussschlick-Ablagerun-

gen bis zur Endteufe angetroffen. Die Sande wurden feucht bis nass erbohrt und weisen eine braune

bis graubraune Farbe auf. Es handelt sich bei den fluviatilen Sanden um schwach schluffige, lokal

schwach kiesige, feinsandige bis grobsandige Fein- bis Mittelsande.

Die Schlagzahlen der schweren Rammsonde im Bereich der Schicht 3 lagen durchschnittlich ca.

zwischen N10 = 5 – 12. Mit der mittelschweren Rammsonde wurden durchschnittlich Schlagzahlen

von N10 = 10 – 20 erreicht. Es ergibt sich eine überwiegend mitteldichte Lagerung. In den obersten

halben Metern der Schicht 3 können lockere Lagerungsverhältnisse vorkommen. Die Endteufe der

Rammsondierungen konnte in allen Aufschlüssen erreicht werden. Das Vorhandensein von zwi-

schengelagerten Grobkiesen und Lagen von dichter gelagerten Sanden kann nicht ausgeschlossen

werden. Hindernisse in Form von Holzstämmen oder größeren Steinen sind möglich, wurden aber

nicht erkundet.

2.4 Hydrogeologische Gegebenheiten

Lokaler Vorfluter im Untersuchungsgebiet ist der ca. 11 km lange Scheidgraben, welcher in ca.

200 m Entfernung in südlicher, südwestlicher bis westlicher Richtung verläuft. Es handelt sich dabei

Projekt: 39.6102 Seite 12 25.05.2020

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größtenteils um ein stehendes Gewässer ohne nennenswertes Gefälle. Früher wurde der Scheid-

graben von dem Neckar durchflossen, welcher damals bei Trebur in den Rhein mündete. Die alten

Neckarschlingen sind gut erkennbar. Der Scheidgraben stellt eine direkte Verbindung mit dem

Grundwasser dar. Er dient bei Hochwasser außerdem als Retentionsfläche.

Die anstehenden fluviatilen Sande der quartären Ablagerungen (Schicht 3) wirken im Untersu-

chungsgebiet als großräumiger, gut durchlässiger Porengrundwasserleiter mit hohem Speicherver-

mögen. Der Flussschlick (Schicht 2) wirkt dagegen als Grundwasserstauer.

Während der Erkundungsarbeiten wurde in fast allen Aufschlüssen der SSW 1 ein Grundwasser-

stand gemessen. Die während der Aufschlussarbeiten gemessenen Bohrwasserstände sind in der

Tabelle 2.4-1 zusammengestellt.

Aufschlussbe-zeichnung

ca. Streckenkilometer [km]

Grundwasserstand Datum

m u. GOK m NHN

BS 1 50,344 2,3 85,3 16.01.2019 BS 2 50,394 1,9 86,2 15.01.2019 BS 3 50,444 2,0 86,2 16.01.2019 BS 4 50,494 1,9 86,4 16.01.2019 BS 5 50,636 2,8 85,7 16.01.2019 BS 6 50,884 1,9 85,8 17.01.2019 BS 7 50,127 2,3 85,2 08.05.2019 BS 8 50,188 1,9 85,5 08.05.2019 BS 9 50,236 2,0 85,5 08.05.2019 BS 10 50,293 2,1 85,3 08.05.2019 BS 11 50,943 1,6 86,0 26.03.2020

Tabelle 2.4-1: Messbare Grundwasserstände im Bereich der SSW 1

Der Tabelle zufolge lag der Grundwasserstand zum Zeitpunkt der Messungen in einer Größenord-

nung von 1,6 – 2,8 m unter GOK, entsprechend zwischen 85,2 m NHN und 86,4 m NHN.

Laut [U 4] befindet sich in ca. 850 m Entfernung westlich zum Untersuchungsgebiet eine Grundwas-

sermessstelle (ID 15150, DORNHEIM, Kurzname 527322), in welcher Daten zu Wasserständen im

Zeitraum vom 04.10.2004 bis 14.04.2019 aufgezeichnet wurden. Der mittlere Wasserstand liegt bei

ca. 85,29 m NN, der höchste Wasserstand wurde am 20.01.2011 bei ca. 85,8 m NN aufgezeichnet.

Der niedrigste Wasserstand wurde am 28.02.2005 bei ca. 84,66 m NN dokumentiert. Die Gelände-

höhe der GWM liegt bei ca. 86,55 m NN. Es ergibt sich ein durchschnittlicher Wasserstand von ca.

Projekt: 39.6102 Seite 13 25.05.2020

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1,26 m unter Gelände. Zur weiteren Beurteilung der hydrogeologischen Gegebenheiten wird außer-

dem der Plan der Grundwasserhöhengleichen vom April 2001 verwendet, um die hohen Grundwas-

serstände abzuschätzen. Anhand [U 6] ergibt sich im Untersuchungsgebiet ein hoher Grundwasser-

stand von max. ca. 86,5 m NHN.

Für die Festlegung des Bau- und Bemessungswasserstandes werden die während der Erkundung

angetroffenen hydrogeologischen Verhältnisse sowie die Informationen aus dem vorhandenen Kar-

tenwerk herangezogen. Der Bauwasserstand (der während der Bauzeit zu erwartende höchste

Wasserstand) wird für die Strecke auf ca. 86,5 m NHN und der Bemessungswasserstand (der

während der voraussichtlichen Nutzungs- bzw. Lebensdauer zu erwartende höchste Wasserstand)

auf ca. 87,0 m NHN angesetzt.

Das Untersuchungsgebiet liegt gemäß der Online Hochwassergefahrenkarte [U 4] außerhalb des

Überschwemmungsgebietes HQ100 des Rheins. Im Norden grenzt das Untersuchungsgebiet ledig-

lich an eine Überflutungsfläche an. Im Westen grenzt die Bahnstrecke an das Trinkwasserschutz-

gebiet „WSG WW Dornheim, Hessenwasser“ der Zone III an (WSG-ID 433-003).

2.5 Geotechnische Besonderheiten

Nach DIN EN 1998-1/NA liegt das Projektgebiet in der Erbebenzone 1 und ist in die Untergrund-

klasse S (Gebiete tiefer Beckenstrukturen mit mächtiger Sedimentfüllung) einzustufen. Die sich hie-

raus ggf. ergebenden Auswirkungen auf die Baumaßnahme sind durch den Planer zu berücksichti-

gen.

Der untersuchte Abschnitt der Strecke 4010 Mannheim – Frankfurt am Main befindet sich nach [U 7]

im Frosteinwirkungsgebiet I.

Laut [U 3] befindet sich das Untersuchungsgebiet außerhalb von ausgewiesenen Naturschutz,-

Landschaftsschutz-, Vogelschutz- und FFH-Gebieten.

Die Rammbarkeit der Bodenschichten kann auf der Grundlage der Erkundungsergebnisse, insbe-

sondere der Mittelschweren und Schweren Rammsondierungen (DPM und DPH) entsprechend

nach Grundbautaschenbuch (8. Auflage); Teil 2, Kap. 2.8, 4.1 wie in Tabelle 2.5-1 angegeben, ein-

geschätzt werden.

Projekt: 39.6102 Seite 14 25.05.2020

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Schicht-Nr. Boden Rammbarkeit

1 Auffüllungen leicht bis mittelschwer rammbar

mit Rammhindernissen ist zu rechnen 1)

2 Flussschlick leicht bis mittelschwer rammbar

3 Fluviatile Sande mittelschwer bis schwer rammbar

mit Rammhindernissen ist zu rechnen 1)

1) Mit Rammhindernissen in Form von Steinen, Blöcken und Holz muss gerechnet werden

Tabelle 2.5-1: Rammbarkeit der anstehenden Schichten

In den Auffüllungen und in den fluviatilen Sanden muss vereinzelt mit Rammhindernissen gerechnet

werden. Bei Rammhindernissen sind die Rammarbeiten nur mit Zusatzmaßnahmen (z.B. Locke-

rungs- oder Austauschbohrungen) umsetzbar.

Laut [U 15] ergibt die Auswertung der vorliegenden Kriegsluftbilder beim Kampfmittelräumdienst,

dass sich das Untersuchungsgebiet am Rande eines Bombenabwurfgebietes befindet. Ein begrün-

deter Verdacht, dass auf der Fläche mit dem Auffinden von Bombenblindgängern zu rechnen ist,

liegt jedoch nicht vor. Eine systematische Flächenabsuche ist nicht erforderlich.

Im Bereich des Durchlasses von ca. km 50,985 bis zum Ende der SSW 1 bei ca. km 51,007 befindet

sich in der Lärmschutzwandachse eine Weißdornhecke (vgl. Bilder 42 – 44 in Anlage 5.3). Bleibt die

Lage der SSW wie geplant bestehen, ist die Weißdornhecke im Vorfeld der Baumaßnahme zu ent-

fernen. Weiterhin ist zu beachten, dass im Bereich von ca. km 51,920 bis ca. km 51,940 eine Erd-

miete nahe der SSW-Achse aufgehäuft wurde (vgl. Bild 45 in Anlage 5.3). Es ist zu prüfen, ob diese

in die SSW-Achse hineinragt.

2.6 Altlastenverdachtsflächen

Im Rahmen der Bearbeitung wurde am 28.01.2019 eine Altlastenauskunft für den geplanten Baube-

reich beim Sanierungsmanagement der DB AG eingeholt. Mit Datum vom 03.07.2018 erhielten wir

das Ergebnis unserer Anfrage [U 14].

Gemäß dem vorliegenden Ergebnisbericht [U 14] liegen im Nahbereich der SSW 1 zwei Altlasten-

verdachtsflächen (ALVF) vor, die einer Gefahrenklasse zugordnet werden können. Es handelt sich

um die folgenden ALVF.

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B-004131-502 – GK 1.2, Lager für Weichenpflege- und Schmiermittel;

B-004131-501 – GK 1.1, ′PCB′ - Raum/Schaltraum.

Weiterhin befinden sich drei verkaufte Verdachtsflächen im Nahbereich der SSW 1. Informationen

zum Eigentümer der Fläche oder bereits vorhandenen Altlastenuntersuchungen liegen dem Altlas-

ten-/Entsorgungsmanagement Region Mitte nicht vor. Die Ergebnisse der Altlastenanfrage sind in

Anlage 10 dargestellt.

3. LABORUNTERSUCHUNGEN

3.1 Ergebnisse der chemischen Laborversuche

Nach den ausgeführten Analysen ist die Betonaggressivität der Auffüllungen (Schicht 1), des

Flussschlicks (Schicht 2) und der fluviatilen Sande (Schicht 3) als nicht aggressiv, < XA 1 ein-

zuschätzen. Auf die Auswertung in Anlage 7.1 wird verwiesen.

Die in Anlage 7.2 zusammengestellten Analyseergebnisse zeigen, dass die Stahlaggressivität nach

DIN 50 929 für die Auffüllungen (Schicht 1) als nicht aggressiv (Bodenklasse Ia) eingestuft werden

muss. Die Korrosionswahrscheinlichkeit wird für die Mulden- und Lochkorrosion und für die Flä-

chenkorrosion als sehr gering eingeschätzt.

Die Analyseergebnisse zeigen, dass die Stahlaggressivität nach DIN 50 929 für den Flussschlick

(Schicht 2) als schwach aggressiv eingestuft werden muss (Bodenklasse Ib). Die Korrosionswahr-

scheinlichkeit nach DIN 50 929 wird für die Mulden- und Lochkorrosion als gering und für die

Flächenkorrosion als sehr gering eingeschätzt.

Für die fluviatilen Sande (Schicht 3) ergibt sich eine Einstufung in die Bodenklasse Ia – nicht stahl-

aggressiv. Die Korrosionswahrscheinlichkeit nach DIN 50 929 wird für die Mulden- und Lochkor-

rosion und für die Flächenkorrosion als sehr gering eingeschätzt.

Werden bauzeitlich organoleptische Auffälligkeiten (Geruch, Färbung etc.) festgestellt, so sind die

auffälligen Böden zu separieren, zu analysieren und entsprechend zu entsorgen. Eine geotechni-

sche Fachbauüberwachung ist zu empfehlen.

Projekt: 39.6102 Seite 16 25.05.2020

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3.2 Bodenmechanische Laborversuche

Zur detaillierteren bodenmechanischen Bewertung des anstehenden Bodens sowie zur Klassifizie-

rung und Festlegung der Bodenkennwerte wurden von der Dr. Spang GmbH an ausgewählten Bo-

denproben folgende bodenmechanische Laborversuche durchgeführt.

Bestimmung der Fließ- und Ausrollgrenzen nach DIN EN ISO 17892-12 (Anlage 6.1)

Bestimmung der Korngrößenzusammensetzung nach DIN EN ISO 17892-4 (Anlage 6.2)

Bestimmung des Wassergehaltes nach DIN EN ISO 17892-1 (Anlage 6.3)

Zur Klassifizierung wurden Plastizitätsuntersuchungen nach DIN EN ISO 17892-12 durchgeführt.

An sechs Mischproben wurden die Atterberg´schen Zustandsgrenzen bestimmt. Die Tabelle 3.2-1

fasst die Ergebnisse zusammen. Die Detailergebnisse inkl. Der Darstellungen im Plastizitätsdia-

gramm nach CASAGRANDE können der Anlage 6.1 entnommen werden.

Probe Tiefe [m]

Schicht Bodenart w

[%] wL [%]

wP [%]

IP

[%] Ic

[%] Boden-gruppe

SSW1G-MP4-B 1,0 – 2,0 2 T, u̅, fs 9,4 27,2 16,1 11,1 1,60 TL

SSW1G-MP5-B 2,2 – 2,6 2 T, u, s‘ 17,0 34,1 14,0 20,1 0,85 TL

SSW1G-MP6-B 1,2 – 2,7 2 T, u, fs 18,7 41,8 15,9 25,9 0,89 TM

SSW1G-MP9-B 0,5 – 1,4 2 T, s‘ 20,1 46,6 15,9 30,7 0,86 TM

SSW1G-MP10-B 1,5 – 1,8 2 T, u‘, s‘ 18,2 40,6 15,4 25,2 0,89 TM

BS 11 G 4 1,5 – 2,3 2 T, u̅, s̅ 16,8 22,4 10,9 11,5 0,42 TL

w = Wassergehalt, wL = Fließgrenze, wP = Ausrollgrenze, IP = Plastizitätsindex, Ic = Konsistenzzahl

Tabelle 3.2-1: Ergebnisse der Plastizitätsuntersuchung

Der untersuchte Flussschlick (Schicht 2) wird den Bodengruppen der leicht- bis mittelplastischen

Tone (Bodengruppen TL, TM nach DIN 18 196) zugeordnet. Es wurde eine überwiegend steife bis

halbfeste Konsistenz bestimmt. In einem Fall (BS 11 G 4) wurde laborativ breiige Konsistenz ermit-

telt. Diese Konsistenz kann nach den Ergebnissen der Mittelschweren Rammsondierung DPM 11

und der Ansprache des Bodens in BS 11 nicht bestätigt werden. Es ist von steifer Konsistenz aus-

zugehen.

Die Siebanalysen an den untersuchten Mischproben für die Schicht 3 (fluviatile Sande) zeigen

eine Zuordnung zu den gemischtkörnigen Bodengruppen (SU) in Form von Sand-Schluff-Gemi-

schen sowie zu den grobkörnigen Bodengruppen (SE, eng gestufte Sande) nach DIN 18 196.

Projekt: 39.6102 Seite 17 25.05.2020

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Der Flussschlick (Schicht 2) wird anhand der durchgeführten Sieb-Schlämmanalysen unter Zuhil-

fenahme der Plastizitätsbestimmungen den feinkörnigen Böden, entsprechend den Bodengruppen

TL, TM (nach DIN 18 196) zugeordnet.

Für den Flussschlick (Schicht 2) und die fluviatilen Sande (Schicht 3) wurde ein Wassergehalt von

16,8 % bzw. 17,74 % ermittelt. In nachfolgender Tabelle 3.2-2 sind die Ergebnisse der Siebanalysen

zusammengefasst.

Probenbe-zeichnung

Tiefe [m]

Schicht Feinkorn-anteil 1)

Feinstkorn-anteil 2)

Bodenart nach DIN

4022

Boden-gruppe

DIN 18 196 [Gew.-%]

SSW1G-MP1-B 2,2 – 7,0 3 8 k.A. fS, mS, u‘ SU

SSW1G-MP2-B 2,0 – 7,0 3 9 k.A. mS, fs, u‘,

gs‘ SU

SSW1G-MP3-B 0,9 – 2,2 2 96 29 T, u̅ TL / TM 3)

SSW1G-MP7-B 1,4 – 7,0 3 4 k.A. mS, fs SE

SSW1G-MP8-B 0,4 – 1,9 2 84 29 T, s, g‘ TL / TM 3)

BS 11 G 4 1,5 – 2,3 2 67,5 20,4 T, u̅, s̅ TL

BS 11 G 6 3,3 – 4,3 3 25,2 k.A. mS, u, fs SU*

1) Korngröße ≤ 0,063 mm 2) Korngröße ≤ 0,002 mm 3) unter Berücksichtigung der Plastizitätsuntersuchungen k.A. keine Angabe, da nur Siebung

Tabelle 3.2-2: Charakteristische Ergebnisse der Sieb- und Schlämmanalysen

4. BODENKLASSIFIZIERUNG

4.1 Klassifizierung für bautechnische Zwecke

Boden und Fels ist gemäß den Normen der VOB/C (Ausgabe 2016) in Homogenbereiche einzutei-

len, die für die Ausschreibung verwendet werden sollen. Ein Homogenbereich ist dabei ein begrenz-

ter Bereich, bestehend aus einzelnen oder mehreren Boden- oder Felsschichten, der für die in den

einzelnen Gewerken einsetzbaren Baugeräten vergleichbare Eigenschaften aufweist. Mit der Aus-

weisung von Homogenbereichen und der Angabe der zugehörigen Eigenschaften und Kennwerte

gemäß VOB/C-2016 entfällt die Klassifizierung der Bodenschichten nach den alten VOB/C-Normen.

Projekt: 39.6102 Seite 18 25.05.2020

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Die objektspezifische Systematik und die Zuordnung der Baugrundschichten zu den Homogenbe-

reichen wurde dem Gutachten in Anlage 8 ergänzt.

Die nachfolgende Tabelle 4.1-1 enthält die Klassifizierung der im Baufeld anstehenden Schichten-

folge. Die geschätzte Ausdehnung / Verteilung der die Homogenbereiche bildenden Schichten ist

dem Geotechnischen Längsschnitt in Anlage 3 zu entnehmen. Nach den Aufschlussergebnissen

und Ergebnissen der Laborversuche in Anlage 6 lassen sich die angetroffenen Böden nach Ta-

belle 4.1-1 klassifizieren. Die Angabe der Boden- und Felsklassen der Tabelle 4.1-1 nach der zu-

rückgezogenen DIN 18 300 (Ausgabe 2012) erfolgt informativ.

Schicht Klassifizierung nach Frost-empfind- lichkeit 2)

Verdicht-barkeit 3) Nr. Bezeichnung DIN 18 196 DIN 18 300 1) DIN 18 301 1)

1 Auffüllungen A [GW, GE, GU,

GU*, SW, SU, SU*, TL, TM]

3 – 5 BN 1 – BN 2

BB 2 BS 1 – BS 2

F 1 – F 3 V 1 – V 3

2 Flussschlick TL, TM 4 – 5 (2 4)) BB 2 – BB 3 F 3 V 2 – V 3

3 Fluviatile Sande SU, SU*, SE 3 – 4 (5) 5)

BN 1 – BN 2 BS 1 – BS 2

F 1 – F 2 V 1

1) gemäß DIN 18 3xx:2012-09 2) Nach ZTV E-StB 17, Tab. 1 (F1 nicht frostempfindlich, F3 sehr frostempfindlich). 3) V1 = verdichtbar, V3 = schwer verdichtbar 4) Der angegebene Boden kann bei Wassersättigung infolge Störung der Lagerung in eine fließende Bodenart

übergehen. 5) abhängig vom Stein- und Blockanteil

Tabelle 4.1-1: Bodenklassifizierung

4.2 Bodenkennwerte

Aufgrund von umfangreichen Erfahrungen mit den im Baugebiet anstehenden Böden sowie den Er-

kundungsergebnissen lassen sich die in Tabelle 4.2-1 zusammengestellten Bodenkennwerte als

charakteristische Werte angeben. Lokale Abweichungen sind möglich.

Die Werte gelten für mindestens mitteldicht gelagerte bzw. mindestens steife bis halbfeste Böden,

sofern nicht anders angegeben.

Projekt: 39.6102 Seite 19 25.05.2020

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Schicht Bodengruppe DIN 18 196

Wichte feuchter Boden k

[kN/m³]

Wichte unter

Auftrieb ’k‘

[kN/m³]

Rei-bungs- winkel ‘k [°]

Kohä-sion

c’k

[kN/m²]

Kohäsion undräniert

cu,k

[kN/m²]

Steife- modul 1)

Es,k

[MN/m²] Nr. Bezeichnung

1 Auffüllungen A [GW, GE, GU,

GU* SW, SU, SU*, TL, TM]

18 10,5 32 1 - 15 – 30

2 Flussschlick TL, TM 19 11 27,5 5 60 10

3 Fluviatile Sande

SU, SU*, SE 19 11 35 0 - 40 – 60

1) Ermittlung des Steifemoduls Es,k für den Laststeigerungsbereich 0 bis 300 kN/m²

Tabelle 4.2-1: Bodenkennwerte

5. FOLGERUNGEN

5.1 Gründung / Tragfähigkeit

Das Untersuchungsgebiet befindet sich nach [U 7] im Frosteinwirkungsgebiet I. Die Gründungssohle

muss frostsicher, mindestens unterhalb 0,8 m unter Geländeoberfläche liegen. Im Regelfall sind

nach Ril 804, Modul 5501, Abschnitt 3, als Gründungskörper Pfähle (Bohr- oder Rammpfähle) vor-

zusehen. Alternativ kann auch eine Mikropfahlgründung ausgeführt werden. Für die Schallschutz-

wände werden somit Tiefgründungen ausgeführt.

Die Regelgründungsart sind Rammrohrpfähle. Die Rammpfähle werden in der Regel mit Zwei-

Wege-Bagger und Baggeranbauvibratoren sowie Spannvorrichtungen (mit Doppelzangen) überwie-

gend vom Gleis aus eingerammt. Aufgrund dieser bautechnischen Rahmenbedingungen ist der Ein-

satz von leistungsstarken Vibratoren begrenzt. Erfahrungsgemäß kommen Geräte mit einer be-

grenzten Fliehkraft (< 500 kN) zum Einsatz. Die in Tabelle 2.5-1 angegebenen Rammbarkeiten der

Baugrundschichten nach dem Grundbautaschenbuch sind hier zu relativieren, da sie auf Erfahrun-

gen mit mittleren bis großen Geräten beruhen. Aufgrund der begrenzten Fliehkräfte werden mit den

kleineren gleisgebundenen Geräten und Anbauvorrichtungen nur leichte bis mittelschwere Ramm-

arbeiten im Sinne der Einschätzung nach dem Grundbautaschenbuch ohne Einschränkung ausge-

führt werden können. Entsprechend wurde das bei der Festlegung der Homogenbereiche für Ramm-

arbeiten (DIN 18 304) in Anlage 8 berücksichtigt.

Projekt: 39.6102 Seite 20 25.05.2020

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Die anstehenden Auffüllungen (Schicht 1) sind überwiegend locker gelagert bzw. weisen eine wei-

che bis steife Konsistenz auf. Aufgrund der geringen Mächtigkeiten der Auffüllungen sind diese für

den Abtrag von Vertikalkräften nicht relevant. Der Nachweis zum Abtrag der Horizontalkräfte über

die Erddruckberechnungen (vgl. Kap. 6) gelingt in den geringer tragfähigen Böden (lockere Lage-

rung) meistens. Die Auffüllungen sind grundsätzlich leicht bis mittelschwer rammbar. Mit Rammhin-

dernissen in Form von Steinen und Blöcken sowie dichter bis sehr dichter Lagerung muss gerechnet

werden.

Die Konsistenz des Flussschlicks (Schicht 2) wurde als überwiegend steif bis halbfest bestimmt.

Die Böden sind für den Abtrag von Vertikalkräften bedingt geeignet. Der Nachweis zum Abtrag der

Horizontalkräfte über die Erddruckberechnungen (vgl. Kap. 6) sollte in diesen weniger tragfähigen

Böden gelingen. Diese Lockergesteinsböden sind prinzipiell leicht bis mittelschwer rammbar.

Die fluviatilen Sande (Schicht 3) sind überwiegend mitteldicht gelagert und für den Abtrag von

Vertikalkräften gut geeignet. Der Nachweis zum Abtrag der Horizontalkräfte über die Erddruckbe-

rechnungen (vgl. Kap. 6) sollte in diesen gut tragfähigen Böden gelingen. Die fluviatilen Sande sind

grundsätzlich mittelschwer bis schwer rammbar. In diesen Böden muss mit Rammhindernissen in

Form von Steinen und Holz gerechnet werden.

Im Bereich der Lärmschutzwand 1 ist nach den Ergebnissen der Rammsondierungen für gleisge-

bundene Technik (mittlere Rammenergie) bis in Tiefen von ca. 5,5 m bis 7,5 m unter SO mit unein-

geschränkter Rammbarkeit zu rechnen. Rammhindernisse können jedoch nicht vollständig ausge-

schlossen werden. Auf die Längsschnitte der Homogenbereiche für Rammarbeiten in Anlage 8.2

wird verwiesen.

5.2 Baugruben / Wasserhaltung

Baugruben und ein damit verbundener Erdaushub sind für die Herstellung der Tiefgründungen

nicht bzw. nicht in maßgebendem Umfang erforderlich. Desgleichen sind keine geschlossenen Was-

serhaltungsmaßnahmen notwendig.

Projekt: 39.6102 Seite 21 25.05.2020

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5.3 Nachbarbebauung

Die Standsicherheit des angrenzenden Baubestandes, insbesondere der bestehenden Straßen-

überführung, der Gleisanlagen, des Durchlasses bei ca. km 50,985 sowie die Masten, ist generell

zu gewährleisten. Zur Vermeidung von Bauwerksschäden sind bei Tiefgründungen erschütterungs-

arme Gründungsverfahren zu bevorzugen. Rammgründungen können wegen der Nähe zur Nach-

barbebauung hier zu deutlichen Erschütterungen und zu Verdichtungseffekten mit Verformungen bis

zur Geländeoberkante, unter Umständen bis in den Gleisbereich, führen. In jedem Fall ist ein fre-

quenzsteuerbares hochfrequentes Rammverfahren zu verwenden und entsprechend auf die güns-

tige Schwingfrequenz abzustimmen. Eine Beweissicherung ggf. verbunden mit einer messtechni-

schen Überwachung der angrenzenden betroffenen Bauwerke sollte bei einem Abstand < 20 m von

der Rammquelle vorgesehen werden (vgl. Kap. 7.6). Jene Schutzobjekte, welche einen Abstand

< 5,0 m zum Einbaustandort aufweisen (Maste, SÜ, Durchlass) sind zusätzlich mittels Verformungs-

messungen während der Rammarbeiten zu überwachen (Höhenmesspunkte und/oder Rissmonito-

ring).

Bohrpfahlgründungen erfüllen demgegenüber die Anforderungen an ein erschütterungsarmes Bau-

verfahren. Leitungen und Kabel im Baubereich sind umzulegen bzw. zu sichern.

6. BEMESSUNG VON LÄRMSCHUTZWÄNDEN

Gemäß Ril 804.5501 [U 8] sind für die Bemessung von Lärmschutzwänden an Bahnanlagen die

statischen und dynamischen Reaktionen der Einzelbauteile und des Gesamtsystems zu berücksich-

tigen. Die statische Gesamtstandsicherheit und die Einbindetiefe der Tiefgründungselemente wer-

den nach Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. abgeschätzt / berechnet.

Die dynamische Beanspruchung erfolgt durch die Berücksichtigung des Dynamikbeiwertes φDyn. Die

Ermittlung des Dynamikbeiwertes und des Verhältniswertes κt sind über eine dynamische Analyse

des Gesamtsystems (Wandelement, Pfosten, Pfahlgründung) unter Berücksichtigung der horizonta-

len Bettung des Gründungspfahls durchzuführen. Auf die Unterlage [U 8] wird verwiesen.

Je nach System der Lärmschutzwände wird zwischen Wänden mit hoher Eigenfrequenz (Leichtbau-

elemente) und niedriger Eigenfrequenz (Betonelemente) unterschieden. In Abhängigkeit der Sys-

temwahl ist als maßgebender dynamischer Bettungsmodul kS,k,dyn bei geschichtetem Baugrund

Projekt: 39.6102 Seite 22 25.05.2020

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für Systeme mit hoher Eigenfrequenz jeweils der niedrigste Bettungsmodul und

für Systeme mit niedriger Eigenfrequenz jeweils der höchste Bettungsmodul

für die über die gesamte Pfahllänge auftretenden Bodenschichten anzusetzen. Zur Ermittlung des

dynamischen Bettungsmoduls wurde entsprechend EC 7, Kap. 7.7.3 [U 9] und [U 12] der Ansatz

Es,k,dyn / Es,k,stat gemäß [U 10] gewählt.

Die in nachfolgender Tabelle 6-1 angegebenen Bettungsmoduln ks,k,dyn wurden nach der bekannten

Formel ks,k = Es,k / Ds für einen mittleren Pfahldurchmesser von Ds = 0,70 m ermittelt. Werden andere

Pfahldurchmesser gewählt, sind die Bettungsmoduln entsprechend der tatsächlichen Durchmesser

anzupassen.

Schicht Nr.

Bodengruppe nach DIN 18 196

Steifemodul 1)

Es,k,stat

[MN/m²]

Steifemodul 1)

Es,k,dyn

[MN/m2]

Bettungsmodul 1)

ks,k,dyn

[MN/m3]

von 2) bis 3) von 2) bis 3)

1 A [GW, GE, GU, GU*

SW, SU, SU*, TL, TM]

15 – 30 100 – 125 150 – 220 140 – 180 210 – 310

2 TL, TM 10 80 140 110 200

3 SU, SU*, SE 40 – 60 160 – 240 280 – 330 230 – 340 400 – 470

1) Belastungsbereich 100 kN/m2 bis 250 kN/m² 2) für Systeme mit hoher Eigenfrequenz = niedrigster Bettungsmodul 3) für Systeme mit niedriger Eigenfrequenz = höchster Bettungsmodul

Tabelle 6-1: Dynamische Bettungsmoduln

Für den Ansatz des dynamischen Bettungsmoduls von Pfahlgründungen in Geländegleichlagen ist

davon auszugehen, dass ab der Oberkante Erdreich der dynamische Steifemodul mit Null beginnend

über eine Tiefe von 3,0 m linear auf seinen Maximalwert kontinuierlich zunimmt und unterhalb einer

Tiefe von 3,0 m, den Maximalwert beibehaltend, mit der Tiefe weiter konstant verläuft [U 8].

Der Ansatz des Bettungsverlaufs ab GOF setzt voraus, dass keine Einbauten (z.B. Kabelschächte

etc.) im Einflussbereich der Bettungswirkung vorhanden sind. Ansonsten darf der Bettungsverlauf

erst an der Unterkante solcher Einbauten mit 0 beginnen und ist auf den darunter liegenden 3 m

linear anzuheben. Für alle tiefer liegenden Schichten wird der Bettungsverlauf konstant mit dem

abgeschätzten Bettungsmodul der jeweiligen Schicht festgelegt. Bettungssprünge im Lockergestein

sind durch Übergänge, wie in der folgenden Skizze (Abbildung 6-1) dargestellt, auszugleichen.

Projekt: 39.6102 Seite 23 25.05.2020

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Abbildung 6-1: Systemskizze Bettungsverlauf der Übergänge im Lockergestein

7. EMPFEHLUNGEN

7.1 Tiefgründung Strecke LSW – Nachweisverfahren nach M EBGS-Lsw

Die Ermittlung der erforderlichen Einbindetiefe und der Schnittgrößen der Gründungspfähle im Be-

reich der Strecke kann in Anlehnung an das Berechnungsverfahren nach Vogt [U 13], welches in

[U 10] enthalten ist, unter Berücksichtigung der in Ril 804.5501 [U 8] angegebenen statischen und

dynamischen Beanspruchungen erfolgen. Demnach wird über das Gleichgewicht der am Pfahlkopf

angreifenden Kräfte und Momente, mit den aus Verformungen resultierenden Erddruckänderungen

am Pfahlmantel, die Pfahllänge ermittelt.

Dabei ist zu beachten, dass das Berechnungsmodell nach Vogt [U 13] nur einen homogenen Bau-

grund berücksichtigt. Bei geschichtetem Baugrund sind gewichtete mittlere Bodenkennwerte gemäß

Abbildung 7.1-1 anzusetzen.

Die anzusetzenden Wichten und ’ ergeben sich dabei aus einer anteilsmäßigen Mittelung der

Flächen Ai der über der Gleitfläche anstehenden Bodenschichten. Der maßgebende Reibungswinkel

i‘ und Kohäsion ci’ ergibt sich aus einer anteilsmäßigen Mittelung der innerhalb der Länge der Gleit-

fläche wirksamen Scherparameter der unterschiedlichen Baugrundschichtung.

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Abbildung 7.1-1: Systemskizze zur Wichtung der Bodenkennwerte bei Anwendung des Verfahrens

nach Vogt [U 13]

Bei der Mittelung der Bodenkennwerte ist die Variation des Gleitflächenwinkels ϑ und der über die

Länge des Abschnittes variierende Böschungswinkel β zu berücksichtigen.

Vereinfachend können, auf der sicheren Seite liegend, die über die Pfahllänge charakteristischen

Bodenkennwerte mit den niedrigsten Scherfestigkeiten (‘ und c’) angesetzt werden.

Bei Ermittlung der Pfahleinbindetiefe und Schnittgrößen nach Vogt [U 13] ist die angesetzte Kohä-

sion auf ck‘/2 zu reduzieren und ein Wandreibungswinkel von k‘ = -k‘/2 anzusetzen, um Unsicher-

heiten des Rechenmodells bei bindigen Böden abzudecken.

Die Sicherheitsbeiwerte sind entsprechend Ril 804.5501, Abschnitt 5 („Bemessung von Lärmschutz-

wänden“ in Abhängigkeit der Zuggeschwindigkeiten festzulegen [U 9]. Die Einwirkungen von Druck-

Sog aus dem Zugverkehr sind gemäß Ril 804.5501, Kapitel 5.4 als Quasi-statische Ersatzlasten

(Standardverfahren) zu berücksichtigen.

Die Druck-Sog-Einwirkungen aus dem Zugverkehr werden nach Anhang 5 der Ril 804.5501 nach

dem vereinfachten Verfahren mit Hilfe von quasi-statischen Ersatzlasten ermittelt.

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Aufgrund der häufigen Beanspruchungswechsel infolge Druck-Sog-Einwirkungen aus Zugverkehr

sind alle Bauteile der Lärmschutzwände zusätzlich auf Materialermüdung nachzuweisen.

Werden Lärmschutzwände in Dammlage errichtet, sollten vor dem Bau der LSW die Böschungs-

standsicherheit (Böschungsbruch) des bestehenden Dammkörpers im IST-Zustand (ohne die LSW)

und im PLAN-Zustand (mit LSW) beurteilt werden.

7.2 Tiefgründung Sonderbauwerk – Nachweisverfahren nach EA-Pfähle

Der Nachweis der vertikalen Lastabtragung ist bei den Lärmschutzwandgründungspfählen im Be-

reich der normalen Strecken aufgrund der geringen vertikalen Lasten untergeordnet. Muss dieser

Nachweis dennoch geführt werden bzw. handelt es sich um die Gründung / Überspannung von

Bauwerken (z.B. mit Torsionsbalken), so müssen zur Bemessung dieser Pfähle charakteristische

Pfahlwiderstände (Pfahlmantelreibungswerte und Pfahlspitzenwiderstände), z.B. aus der EA-Pfähle

[U 11], abgeleitet werden.

In den Auffüllungen (Schicht 1) sind für die Herleitung charakteristischer Pfahlwiderstände aus der

EA-Pfähle keine hinreichenden Werte für undrainierte Scherfestigkeit und Spitzenwiderstände nach-

weisbar. Deshalb können für diese Böden generell keine Pfahlwiderstandswerte für Tiefgründungen

gemäß EA-Pfähle abgeleitet werden. Wenn diese Schichten zum Lastabtrag mit herangezogen wer-

den sollen (Optimierung der Pfahllängen), sind prinzipiell Probebelastungen (insbesondere horizon-

tale Belastungsversuche) auszuführen.

Grundsätzlich ist zu beachten, dass die nachgenannt angegebenen charakteristischen Werte

für Mantelreibung und Spitzenwiderstand ggf. bei Durchführung von Probebelastungen er-

höht werden können.

7.2.1 Rammrohrgründung

Für die Ableitung von Rammpfahlwiderständen ohne Probebelastungen wird in der EA-Pfähle eine

Pfahleinbindung von mindestens 2,5 m in eine tragfähige Schicht gefordert. Als tragfähiger Boden

gilt ein mindestens steifer bindiger Boden bzw. ein mindestens mitteldicht gelagerter nicht bindiger

Boden. Für den Bereich unterhalb der Pfähle wird für den Ansatz eines Pfahlspitzendruckes ein

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Boden gefordert, der einen Spitzenwiderstand der Drucksonde von qc ≥ 7,5 MN/m² bzw. eine Scher-

festigkeit des undränierten Bodens cu,k ≥ 100 kN/m² aufweist. Unabhängig davon wird in der EA-

Pfähle empfohlen, die Pfähle so tief einzubringen, dass unterhalb der Pfahlfüße qc ≥ 10 MN/m² ge-

währleistet ist. Die Auffüllungen (Schicht 1) und der Flussschlick (Schicht 2) genügen diesen Anfor-

derungen nicht. In den fluviatilen Sanden (Schicht 3) sind diese Werte gegeben.

Es können verschiedene Pfahlkennwerte angesetzt werden. Die charakteristischen Pfahlkennwerte

nach EA-Pfähle sind in Kapitel 7.2.1.1 dargestellt. Die Kennwerte gemäß dem Jahresbericht 2014

des Arbeitskreises „Pfähle“ der DGGT, welche die Pfropfenbildung bei der Rammung von offenen

Stahlrohren berücksichtigt, werden in Kapitel 7.2.1.2 abgehandelt.

7.2.1.1 Berechnung nach EA-Pfähle

Die charakteristischen Pfahlkennwerte nach EA-Pfähle sind in der nachfolgenden Tabelle 7.2.1.1-1

zusammengestellt. Die Werte gelten für Fertigrammpfähle aus Stahlbeton oder Spannbeton. Der

Ansatz des Pfahlspitzenwiderstandes setzt eine Mächtigkeit der tragfähigen Schicht unter der Pfahl-

fußfläche von nicht weniger als fünf Pfahlersatzfußdurchmesser, mindestens aber 1,5 m, voraus.

Wenn die genannten geometrischen Werte unterschritten werden, ist ein Nachweis gegen Durch-

stanzen zu führen. Zudem ist dann nachzuweisen, dass die darunter liegende Schicht das Setzungs-

verhalten des Pfahls nicht maßgeblich negativ beeinträchtigt.

Für die Lärmschutzwände wird eine Grenzsetzung Ssg > 0,1 x Pfahldurchmesser als verträglich an-

gesehen, insoweit kann der angegebene Spitzenwiderstand für eine Gründung unterhalb der Auffül-

lung voll ausgenutzt werden. Die Annahme der Verträglichkeit der Verformungen 0,1 x Pfahldurch-

messer ist von planerischer Seite zu überprüfen.

Bodenschicht charakteristische Pfahlmantelreibung

bei ssg = 0,1 Deq qs,k

[MN/m2]

charakteristischer Pfahlspitzen- widerstand qb,k

[MN/m2]

für die bezogene Pfahlkopfset-zung s/Deq [/]

Nr. Bezeichnung

s/Deq = 0,035 s/Deq = 0,100

1 Auffüllungen 0,01 1) - -

2 Flussschlick 0,02 0,35 0,6

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Bodenschicht charakteristische Pfahlmantelreibung

bei ssg = 0,1 Deq qs,k

[MN/m2]

charakteristischer Pfahlspitzen- widerstand qb,k

[MN/m2]

für die bezogene Pfahlkopfset-zung s/Deq [/]

Nr. Bezeichnung

s/Deq = 0,035 s/Deq = 0,100

3 Fluviatile Sande 0,04 2,2 4,2

1) Unter der Voraussetzung, dass pro Pfahl Vertikallasten bis max. 100 kN/m²abgetragen werden und Pfahlsetzun-gen in vertikaler Richtung bis zu 2,5 cm vertretbar sind, kann in den erdfeuchten Auffüllungen (Schicht 1) eine charakteristische Pfahlmantelreibung von 0,01 MN/m² angenommen werden.

Tabelle 7.2.1.1-1: Charakteristische Pfahlkennwerte für Fertigrammpfähle aus Stahlbeton und

Spannbeton

Für Fertigrammpfähle aus Stahlträger- und Stahlrohrprofilen sind die Werte der Tabelle 7.2.1.1- 1

mit Anpassungsfaktoren für den Pfahlspitzendruck (ηb) und die Pfahlmantelreibung (ηs) durch Mul-

tiplikation abzumindern (vgl. EA-Pfähle, Tabelle 5.5). Die Mantelreibung ist für Stahlträgerprofile

und doppelte Stahlträgerprofile sowie für geschlossene Stahlrohre (Db ≤ 0,80 m) mit ηs = 0,6 zu

multiplizieren. Für offene Stahlrohre und Hohlkastenprofile (0,3 m ≤ Db ≤ 1,6 m) ist der Multiplikator

über ηs = 1,1 x e -0,63∙Db zu ermitteln. Der Spitzenwiderstand ist für doppelte Stahlträgerprofile (z. B.

HEB) mit ηb = 0,25 abzumindern. Für geschlossene Stahlrohre (Db ≤ 0,80 m) ist der Multiplikator mit

ηb = 0,80 anzusetzen. Bei offenen Stahlrohren und Hohlkastenprofilen (0,3 m ≤ Db ≤ 1,6 m) ist der

Multiplikator über ηb = 0,95 x e -1,2∙Db zu ermitteln.

Die Standsicherheit des angrenzenden Baubestandes (Maste, SÜ, Durchlass) ist generell zu ge-

währleisten. Zum Einbringen der Rammelemente sind in diesen Bereichen erschütterungsarme

Gründungsverfahren zu bevorzugen und ein frequenzsteuerbares hochfrequentes Rammverfahren

zu verwenden (vgl. Kapitel 5.3).

7.2.1.2 Berechnung nach Jahresbericht 2014 Arbeitskreis „Pfähle“

Gemäß dem Jahresbericht 2014 des Arbeitskreises „Pfähle“ der DGGT wird bei Rammung von of-

fenen Stahlrohren die Pfropfenbildung in Abhängigkeit des Pfahldurchmessers berücksichtigt. Bei

einem Pfahldurchmesser D ≤ 0,5 m wird eine vollständige Pfropfenbildung angesetzt, bei der die

äußere Pfahlmantelreibung (qs,k), ein Spitzendruck auf die Profilaufstandsfläche (qb,k) und ein Spit-

zendruck auf die Unterseite des Pfropfens (qPfropfen,k) wirken. Dies wird als Modell 1 bezeichnet. In

Modell 2 für Pfahldurchmesser D ≥ 1,5 m und ohne Pfropfenbildung wird statt des Spitzendrucks auf

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den Pfropfen eine innere Pfahlmantelreibung (qis,k) angesetzt. Dabei werden die obersten 20 % der

Pfahleinbindetiefe aufgrund von Sackungseffekten während der Pfahleinbringung nicht berücksich-

tigt.

Bodenschicht

charakteristi-sche äußere Pfahlmantel-reibung bei ssg = 0,1 Deq

qs,k [kN/m²]

charakteristischer Pfahl-spitzendruck auf Pfropfen

qPfropfen,k

[kN/m²]

charakteristischer Pfahl-spitzendruck auf die Pro-

filaufstandsfläche qb,k

[kN/m²]

für die bezogene Pfahl-kopfsetzung s/Deq [/]

für die bezogene Pfahl-kopfsetzung s/Deq [/]

s/Deq = 0,035 s/Deq = 0,1 s/Deq = 0,035 s/Deq = 0,1

1 Auffüllungen

2,5 - - - -

2 Flussschlick

5 - - - -

3 Fluviatile Sande

25 1.200 2.250 3.900 7.500

Tabelle 7.2.1.2-1: Charakteristische Pfahlkennwerte für offene Stahlrohre mit D ≤ 0,5 m (Modell 1)

Bodenschicht

charakteristische in-nere Pfahlmantelrei-

bung bei ssg = 0,1 Deq

qis,k

[kN/m²]

charakteristische äußere Pfahlman-

telreibung bei ssg = 0,1 Deq

qs,k

[kN/m²]

charakteristischer Pfahl-spitzendruck auf die Pro-

filaufstandsfläche qb,k [kN/m²]

für die bezogene Pfahl-kopfsetzung s/Deq [/]

s/Deq = 0,035 s/Deq = 0,1

1 Auffüllungen

2,5 5 - -

2 Flussschlick

5 10 - -

3 Fluviatile Sande

10 20 3.900 7.500

Tabelle 7.2.1.2-2: Charakteristische Pfahlkennwerte für offene Stahlrohre mit D ≥ 1,5 m (Modell 2)

Für offene Stahlrammrohre mit Pfahldurchmessern zwischen 0,5 m < D < 1,5 m sind die charakte-

ristischen axialen Druckpfahlwiderstandskräfte über eine Interpolation zwischen den sich aus dem

Modell 1 und dem Modell 2 ergebenden Werten zu berechnen. Eine geradlinige Interpolation zwi-

schen den berechneten Werten nach Modell 1 und Modell 2 ist gemäß dem Jahresbericht 2014 der

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DGGT nicht möglich, da der Interpolationsfaktor χ nichtlinear ist. Es können maßgebliche Abwei-

chungen aus der linearen Interpolation bzgl. der ermittelten Pfahlwiderstandskraft insbesondere bei

kleinen Pfahldurchmessern resultieren. Für die Ermittlung der charakteristischen axialen Druckpfahl-

widerstandskräfte mit Pfahldurchmessern zwischen 0,5 m < D < 1,5 m ist daher der Interpolations-

ansatz gemäß Jahresbericht 2014 der DGGT (Bautechnik 91, Heft 12) anzuwenden.

Die charakteristische horizontale Pfahlbettung ks,k kann nach EC 7, Abschnitt 7.7.3, über den cha-

rakteristischen Steifemodul Es,k und den Pfahlschaftdurchmesser Ds zu ks,k = Es,k / Ds ermittelt wer-

den. Für Ds > 1,0 m ist Ds = 1,0 m anzusetzen. Für Es,k können die in Tabelle 4.2-1 angegebenen

Werte Es,k angesetzt werden. Bei der Ermittlung des Bettungsmoduls ist für jede Tiefenlage zu prü-

fen, ob der ermittelte örtliche Pressungswert an keiner Stelle die Erdwiderstandspannung eph,k über-

schreitet. Bzgl. des Nachweises der horizontalen Pfahlbettung sind auch die Empfehlungen des Ar-

beitskreises „Pfähle“ (EA-Pfähle) zu beachten.

7.2.2 Mikropfahlgründung

Wenn im Ausnahmefall keine Probebelastungen ausgeführt werden, kann zur Bemessung von ver-

pressten Mikropfählen der charakteristische Pfahlmantelreibungswert gemäß Tabelle 7.2.2-1 ange-

setzt werden. Ein Pfahlspitzenwiderstand darf für diese Pfahlart systembedingt nicht angesetzt wer-

den.

Bodenschicht Charakteristische Pfahlmantelreibung qs1,k

[kN/m2] Nr. Schicht

1 Auffüllungen - 1)

2 Flussschlick 55

3 Fluviatile Sande 175

1) muss mit Probebelastungen bestimmt werden.

Tabelle 7.2.2-1: Charakteristische Mantelreibungen von verpressten Mikropfählen in Anlehnung an

EA-Pfähle

Die Aufnahme von Horizontalkräften kann im Falle der Ausführung von Mikropfählen nur über

Schrägpfähle erfolgen.

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7.2.3 Bohrpfahlgründung

Gemäß EC 7 und EA-Pfähle besteht die Möglichkeit, neben der Bestimmung der Pfahlwiderstände

aus Probebelastungen, die axialen Pfahlwiderstände auch auf der Grundlage der Erfahrungswerte

abzuleiten. In der EA-Pfähle sind Erfahrungswerte für Pfahlspitzendruck und Mantelreibung, u.a.

auch für Bohrpfähle, zusammengestellt.

Gemäß EA-Pfähle sind Bohrpfähle mindestens 2,5 m in eine gut tragfähige Schicht einzubinden und

die Mächtigkeit der tragfähigen Schicht unterhalb der Pfahlfußfläche darf für die Anwendung der

Werte nach EA-Pfähle nicht weniger als drei Pfahlfußdurchmesser, mindestens aber 1,5 m betragen.

In diesem Bereich ist qc ≥ 7,5 MN/m² bzw. cu,k ≥ 100 kN/m² nachzuweisen. Darüber hinaus wird in

der EA-Pfähle empfohlen, die Pfahlfüße in Bereichen mit qc ≥ 10 MN/m² abzusetzen. Die Auffüllun-

gen (Schicht 1) und der Flussschlick (Schicht 2) genügen diesen Anforderungen nicht. In den Böden

der fluviatilen Sande (Schicht 3) sind diese Werte gegeben.

Zur Bemessung von Bohrpfählen können die in der Tabelle 7.2.3-1 aufgeführten charakteristischen

Pfahlkennwerte, abgeleitet aus der EA-Pfähle, angewendet werden.

Schicht Charakteristische Pfahlmantelreibung

qs,k [MN/m2]

Charakteristischer Pfahlspitzen- widerstand qb,k [MN/m²]

für die bezogene Pfahlkopfsetzung s/Ds bzw. s/Db

[/] Nr. Bezeichnung

0,02 0,03 0,10 (sg)

1 Auffüllungen - - - -

2 Flussschlick 0,030 - - -

3 Fluviatile Sande 0,080 0,800 1,050 2,300

Tabelle 7.2.3-1: Charakteristische Pfahlkennwerte für Bohrpfähle

Ein Ansatz der Erfahrungswerte für die Pfahlspitzenwiderstände nach EA-Pfähle kann bei Unter-

schreitung vorstehender Forderungen nur dann erfolgen, wenn ein Nachweis gegen Durchstanzen

geführt werden kann bzw. der unter der Pfahlaufstandsfläche liegende Boden das Setzungsverhal-

ten des Pfahls nicht maßgeblich beeinträchtigt.

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Bei der Herstellung von Bohrpfählen unter dem Bauwasserstand ist zur Vermeidung von Sohlauf-

brüchen mit Wasserauflast zu bohren. Beim Betonieren verdrängtes Grundwasser ist ordnungsge-

mäß zu fassen und abzuleiten. Dafür ist das Einholen einer Wasserrechtlichen Genehmigung not-

wendig.

7.2.4 Horizontale Bettung von Pfahlgründungen

Die charakteristische horizontale Pfahlbettung ks,k kann nach EC 7, Abschnitt 7.7.3, über den cha-

rakteristischen Steifemodul Es,k und den Pfahlschaftdurchmesser Ds zu ks,k = Es,k / Ds ermittelt wer-

den. Für Ds > 1,0 m ist Ds = 1,0 m anzusetzen. Für Es,k können die in Tabelle 4.2-1 angegebenen

Werte angesetzt werden.

Bei der Ermittlung des Bettungsmoduls ist für jede Tiefenlage zu prüfen, ob der ermittelte örtliche

Pressungswert an keiner Stelle die Erdwiderstandsspannung eph,k überschreitet. Außerdem ist nach-

zuweisen, dass der seitliche Bodenwiderstand nicht größer angesetzt worden ist, als es der Bemes-

sungswert des Erdwiderstandes für den entsprechenden Teil der Einbindetiefe zulässt. Analog kön-

nen im Bereich von ebenem Gelände die dynamischen Bettungsmodule unter Ansatz der in Tabelle

6-1 dieses Gutachtens angegebenen dynamischen Steifemodule ermittelt werden.

Bzgl. des Nachweises der horizontalen Pfahlbettung sind auch die Empfehlungen des Arbeitskreises

„Pfähle“ (EA-Pfähle) zu beachten.

Der Bettungsverlauf sollte erst 1 m unter Gelände einsetzen und linear ab 1 m u. GOK auf einer

Strecke von 3 m ansteigen von 0 MN/m³ bis auf den für diese Schicht zutreffenden Wert.

Für alle tiefer liegenden Schichten wird der Bettungsverlauf konstant mit dem abgeschätzten Bet-

tungsmodul der jeweiligen Schicht festgelegt. Bettungssprünge im Lockergestein sind durch Über-

gänge auszugleichen. Auf die Ausführungen und die Skizze in Kapitel 6 wird verwiesen.

7.3 Baugruben

Bei der Ausführung der Tiefgründung sind keine Baugruben erforderlich. Technologische Gruben /

Kopflöcher an den Pfahlköpfen dürfen bis in eine Tiefe von 1,25 m senkrecht geschachtet werden.

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Ein Eingriff in den Stützbereich der Gleise ist bei der Herstellung der Kopflöcher zu vermeiden. Ist

dies dennoch erforderlich, ist ein verformungsarmer Gleislängsverbau erforderlich.

Im Bereich angrenzender Bauwerke (vgl. Kapitel 5.3) ist darauf zu achten, dass mit den vorgenann-

ten technologischen Gruben keine bestehenden Fundamente abgegraben werden. Im Nahbereich

von Bauwerken sind ggf. Sicherungen (Verbaumaßnahmen) erforderlich. Die DIN 4123 und die

DIN 4124 sind neben den Regelungen der Ril 836 zu beachten.

7.4 Wasserhaltung

Bei Ausführung einer Tiefgründung sind keine Maßnahmen zur geschlossenen Wasserhaltung not-

wendig. Eine offene (Rest-) Wasserhaltung zur Fassung von Schicht- und Oberflächenwasser wäh-

rend der Bauzeit ist einzuplanen.

7.5 Empfehlungen zur Bauausführung

Im gesamten Planungsabschnitt sind Rammpfahl- und Bohrpfahlgründungen gleichfalls wie Mikro-

pfahlgründungen aus geotechnischer Sicht einsetzbar.

In den Auffüllungen (Schicht 1) und in den fluviatilen Sanden (Schicht 3) muss mit Rammhindernis-

sen (Steinen, Blöcken, etc.) gerechnet werden, die ggf. Auflockerungsbohrungen notwendig ma-

chen.

Aus zahlreichen Erfahrungen der DB Netz AG und bei der Bauüberwachung können nachfolgende

Empfehlungen zur erfolgreichen Ausführung der Rammgründungen abgeleitet werden. Diese Emp-

fehlungen gelten für die gleisgebundene Herstellung der Rammpfahlgründungen mit Vibrationsram-

men mit Fliehkräften bis ca. ≤ 500 kN.

Rammrohre mit max. 5 m Länge sind bei Schlagzahlen der Mittelschweren Rammsonde

(DPM) von N10M ≤ 20 (Schwere Rammsonde, DPH N10H ≤ 10) in der Regel mit vertretbaren

Rammzeiten ohne Einschränkungen einzubringen (Schicht 2, überwiegend Schicht 3);

Bei Rammrohren > 5 m Länge ist aufgrund häufig auftretender Pfropfenbildung im Rammrohr

mit Rammzeiten > 10 min zu rechnen. Bei diesen Rammzeiten sind Auswirkungen auf die

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Gleislage des angrenzenden Bestandsgleises wahrscheinlich. Durch eine Begrenzung der

Rammzeiten können die Auswirkungen auf das Gleis minimiert werden. Dazu sind Auflocke-

rungsbohrungen – ausgeführt im Rohr – erforderlich.

Bei Schlagzahlen der DPM von N10M ≥ 20 bis ≤ 60 (DPH N10H ≥ 10 bis ≤ 30) ist ein Rammen

mit der gleisgebundenen Technik ohne Vorbohren (s.u.) nicht mehr möglich (lokal Schicht 3).

Beim Vorbohren müssen die Bohrdurchmesser ca. 10 % kleiner sein als das Rammrohr,

damit ein Kraftschluss zwischen Rammrohr und Baugrund wie geplant gewährleistet wird.

Die Vorbohrung erfolgt vorlaufend zu den Rammarbeiten. Es wird unterschieden in Vorboh-

ren ohne Materialentnahme und Vorbohrung mit Materialentnahme:

- Vorbohren ohne Materialentnahme – Auflockerungsbohrung, das Rammrohr kann

anschließend in den aufgelockerten Boden einvibriert werden. Gelingt dies nicht, kann

eine Entlastungsbohrung wie folgt ausgeführt werden.

- Vorbohren mit Materialentnahme – Entlastungsbohrung, Ausbohren des Gründungs-

punktes mit ca. 10 % geringerem Bohrdurchmesser. Bei der Materialentnahme ist darauf

zu achten, dass das Bohrloch nicht aufgeweitet wird, damit der erforderliche Kraftschluss

zwischen Rammrohr und Baugrund gewährleistet werden kann. Dieses Verfahren kann

nur bei kurzzeitig standsicheren Bohrlöchern über Grundwasser angewendet werden. Im

Grundwasser muss generell mit Verrohrung gebohrt werden.

Bei Schlagzahlen der Mittelschweren Rammsonde (DPM) von N10M ≥ 60 (DPH N10H ≥ 30) ist

ein Rammen mit gleisgebundener Technik nicht mehr möglich, hier sind generell Austausch-

bohrungen notwendig. Diese Bohrungen werden mit einem ca. 10 % größeren Bohrdurch-

messer als das Rammrohr ausgeführt. Der Bohr- / Gründungspunkt wird vollständig ausge-

bohrt und mit gut tragfähigem, selbstverdichtendem Material (z.B. Splitt 4/8 bzw. 8/16) wieder

locker verfüllt. Vollgelaufene Bohrungen sind vor dem Bodenaustausch vollständig auszu-

pumpen. Der notwendige Kraftschluss zwischen Rammrohr und Baugrund wird durch das

Einvibrieren und die Verdichtung des Austauschbodens gewährleistet. Der Austauschboden

ist während der Rammarbeiten nachzufüllen.

Stehen entlang der Einbindung der Rammpfähle wasserempfindliche Böden an (Schicht 2),

ist ein Wasserzutritt von der Oberfläche über den Austauschboden zu unterbinden. Eine

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Möglichkeit dazu ist die Herstellung eines „Betonkranzes“ um den Rammpfahl. Der „Beton-

kranz“ kann im Kopfloch angeordnet werden und einen Teil der Verfüllung mit Aushub erset-

zen.

Grundsätzlich wird im Rahmen der Bauausführung zu Beginn der Rammarbeiten empfohlen, an

ausgewählten, für das Baufeld typischen geologischen Profilen und unterschiedlichen Einbindelän-

gen eine Proberammung auszuführen, um die eingesetzte Technologie zu testen und ggf. anzupas-

sen bzw. um weitere erforderliche Zusatzmaßnahmen vorab festzulegen. Diese Proberammungen

sollten in der Ausschreibung berücksichtigt werden.

7.6 Sonstige Empfehlungen

Tiefgründungen sind analog zu den Regelungen des EC 7, Teil 1, Abs. 4.3 durch den geotechni-

schen Sachverständigen geotechnisch zu begleiten.

Die festgestellten Angriffsgrade für Stahl und Beton (siehe Kapitel 3.1) sind bei der Wahl der Bauteile

zu berücksichtigen. Danach ist von schwach stahlaggressiven Böden auszugehen. Die Betonag-

gressivität ist als nicht aggressiv, < XA 1 einzuschätzen.

Eine Beweissicherung an eng angrenzenden Bauwerken (< ca. 20 m von der Rammachse) auf Aus-

wirkungen durch Rammarbeiten wird empfohlen. Die Bestandsbauwerke (v.a. Mastfundamente,

Brückenbauwerke, Durchlass) sollten ggf. durch Erschütterungsmessungen und Rissbeobachtun-

gen an bestehenden Schäden überwacht werden, um Schäden vorzubeugen und unberechtigten

Forderungen Dritter entgegenzuwirken. Bei benachbarten Bauwerken im Abstand von < 5 m sind

zusätzlich zu den Erschütterungsmessungen Verformungsmessungen an zu schützenden Objekten

vorzusehen. Dies wird im Bereich des Durchlasses in jedem Fall erforderlich.

Durch Rammarbeiten können bei ungünstigen Bodenverhältnissen (lockere Lagerung von rolligen

Böden, Auftreten von Schichtenwasser...) Verformungen infolge der dynamischen Anregung durch

den Rammvorgang nicht ausgeschlossen werden. Aus diesen Gründen sind folgende Maßnahmen

zu empfehlen:

Gleislagemessungen zur Überwachung der Betriebsgleise im unmittelbaren Baubereich;

technologische Anpassungen der Rammarbeiten (frequenzsteuerbares Rammgerät);

abschließende Festlegung notwendiger Kontroll- und Überwachungsmaßnahmen;