Geotechnischer Bericht



1 VORGANG / BAUVORHABEN

Im Ortsteil Grillheim der Gemeinde Karlskron ist vorgesehen, das bestehende nicht unter-kellerte denkmalgeschützte Kolonistenhaus im Rainweg 48 zu sanieren und zu einem Wohnhaus umzubauen. Die Lage des Bauvorhabens ist aus dem Übersichtslageplan ersichtlich. Die geplante bauliche Situation zeigt der Lageplan.

Bei dem bebauten Grundstück handelt es sich um eine leicht nach Süden abfallende Wiesenfläche. In einem Abstand von etwa 30 m zum Gebäude befindet sich im Süden ein kleiner Bachlauf namens Schreinergraben, der im Nordosten, in einer Entfernung von etwa 1,2 km in den Hauptkanal mündet. Zum Bach hin fällt das Gelände weiter ab. Das nordöstliche Nachbargrundstück ist mit einem unterkellerten Wohnhaus bebaut. Die restlichen umliegenden Flächen werden landwirtschaftlich genutzt.

Das Bestandsgebäude besitzt insgesamt Grundrissabmessungen von rd. 4 ... 6,5 m x 22 m. Bei dem westlichen Gebäudeteil handelt es sich um das ehemalige Wohnhaus. Der östliche Teil wurde augenscheinlich früher als Stall/Scheune genutzt. Südwestlich des Gebäudes befindet sich ein etwa 3 m x 4,5 m großer Erdkeller, der gemäß Planer erhalten bleiben soll. Informationen über die Gründungssituation des Gebäudes sowie die Einbindetiefe des Erdkellers liegen nicht vor.

Im Rahmen des Umbaus werden bestehende Wände abgebrochen bzw. neue Wände und Fundamente errichtet. Außerdem soll die Bodenplatte des Gebäudes höhenmäßig um ca. 0,5 m tiefer gelegt werden. Südwestlich des Bestandsgebäudes wird, in einem Abstand von etwa 15 mein 5,5 m x 9 m großer Carport errichtet.


2 UNTERSUCHUNGEN

a) Allgemeines

Zur Baugrunderkundung wurden im April 2014 zwei Bohrungen im Kleinrammbohrverfahren nach DIN EN ISO 22475-1 abgeteuft und drei Sondierungen mit der leichten Rammsonde DPL-5 im Bereich des Bestandsgebäudes ausgeführt. Zusätzlich wurde nach Vorgabe des Planers eine Rammsondierung im Bereich des geplanten Carports angeordnet. Die Bohrungen sind mit B 1 und B2 bezeichnet. Die Sondierungen tragen die Bezeichnungen S 1 bis S4. Die Lage der Untersuchungspunkte ist auf dem Lageplan eingetragen. Die Untersuchungsergebnisse sind graphisch dargestellt. Die Sondierergebnisse sind hierbei in Form von Rammdiagrammen wiedergegeben. Aufgetragen ist die Anzahl der Schläge für 10 cm Eindringung der Sondenspitze. Die Ansatzpunkte der Aufschlüsse sind höhenmäßig auf Kote eingemessen. Als Bezugspunkt wurde nach Vorgabe des Planers die Oberkante des Erdkellers an seiner südöstlichen Ecke mit Kote ± 0,00 m festgelegt (siehe BP auf Anlage 2). Die derzeitige Oberkante-Rohfußboden im Bereich des Eingangs liegt demnach bei Kote -0,78 m.

b) Untergrundverhältnisse

Gemäß der zur Verfügung stehenden geologischen Karte von Bayern im Maßstab 1:50.000 sind im Bereich des Baugrundstücks quartäre Schotter (Kies, sandig) zu erwarten. Die vorgesehene Baufläche liegt nach der Erdbebenzonenkarte der DIN 4149 in der Erdbebenzone 0 und ist der Untergrundklasse S zuzuordnen.

Die Bohrungen zeigen beide einen relativ identischen Untergrundaufbau an. Zuoberst wurde 0,2 m mächtiger Mutterboden festgestellt, darunter zeigte sich Fein- bis Mittelsand zunächst mit schwach schluffigen Bestandteilen. Mit der Tiefe nehmen die Fein-anteile zu. Der anstehende Sand ist ab etwa 2,0 ... 2,2 m Tiefe als schluffig zu bezeichnen. Ab 3,1 ... 3,2 m unter Gelände wurde bis zur Bohrendtiefe von 6,0 m sandiger Fein- bis Mittelkies angetroffen. Nach den Sondierungen zu urteilen, besitzt der anstehende Sand bereichsweise (siehe S1 und S2) oberflächennah bis etwa 0,7 ... 0,9 m eine sehr lockere Lagerung (Schlagzahlen 0 bis 2), darunter bzw. in den Sondierungen S3 und S4 ist die Lagerung mit Werten von 3 ... 7 als locker und locker bis mitteldicht zu bezeichnen. Mit dem Erreichen des erbohrten Kieses ab rd. 2 ... 3 m steigen die Werte schlagartig an. Der Kies ist mit Schlagzahlen zwischen 8 und 20 mitteldicht, teilweise dicht (Schlagzahlen> 30) gelagert.

c) Wasserverhältnisse

Freies Wasser wurde zum Zeitpunkt der Untersuchungen in folgenden Höhenlagen festgestellt:

Der Bachwasserspiegel des Schreinergrabens wurde bei Kote -3,22 eingemessen, was sich in etwa mit den in den Bohrungen eingemessenen Wasserständen deckt. Es ist demnach davon auszugehen, dass es sich bei dem angetroffenen Wasser um den ausgespiegelten Grundwasserspiegel handelt.

d) Fundamentaufgrabung

Zur Ermittlung der derzeitigen Gründungssituation des Bestandsgebäudes wurden zwei Schürfgruben, eine an der Vorderseite (Südseite, SCH 1) im Bereich der ehemaligen Scheune und eine auf der Rückseite (Nordseite, SCH 2) im Bereich des Wohnhauses, angelegt (siehe nachfolgende Skizzen).


Im Bereich des ehemaligen Wohnhauses wurde unterhalb des Ziegel-Mauerwerks ein 0,35 m mächtiges Betonfundament bis Kote -1,15 m (60 cm unter GOK) angetroffen. Für die Scheune wurde kein separates Betonfundament festgestellt. Das Ziegelmauerwerk der Außenwand bindet in beiden Bereichen 25 cm ins bestehende Gelände ein. Die Einbindetiefe des Erdkellers konnte vor Ort nicht genau ermittelt werden, da dieser komplett mit Bauschutt vollgefüllt war. Schätzungsweise bindet er bis etwa 1 munter GOK (ca. Kote - 1,8 m) ins Gelände ein und gründet demnach im locker gelagerten Fein- bis Mittelsand.

3 BODENKENNWERTE / BODENKLASSIFIKATION

a) Bodenkennwerte

Für erdstatische Berechnungen können dem anstehenden Untergrund erfahrungsgemäß folgende charakteristische Bodenkennwerte zugeordnet werden:

b) Bodenklassifikation



4 GRÜNDUNG

a) Allgemeines

Nach vorliegenden Planunterlagen ist vorgesehen, die Bodenplatte des Gebäudes um ca. 0,5 m tieferzulegen. Auf der Anlage 3 sind sowohl die derzeitige sowie die neu geplante Oberkante-Rohfußboden eingezeichnet. Gemäß den angelegten Aufgrabungen (siehe Kapitel 3.4) sind im Bereich der ehemaligen Scheune keine Fundamente vorhanden. Die Betonfundamente des ehemaligen Wohnhau- ses reichen bis etwa 60 cm unter derzeitige Geländeoberkante (~ Kote -1,15 m). Die neue Bodenplatte kommt bei einer Dicke von 0,2 m bei rd. Kote -1,5 rn, also unterhalb der teilweise bestehenden Fundamente zu liegen. Die Wände bzw. die bestehenden Fundamente müssen demnach unterfangen werden. Die Mindestunterfangungstiefe ergibt sich aus der frostsicheren Mindesteinbindetiefe von 1,0 m und den von den abzutragenden Lasten abhängigen statischen Erfordernissen hin¬sichtlich Standsicherheit (Grundbruch, Kippen, Gleiten, ... ). Unter Voraussetzung einer frostsicheren Einbindetiefe von 1,0 m kommen die zu erstellen¬den Unterfangungskörper im locker und locker ... mitteldichten Sand zu liegen, der als nur gering bis mäßig tragfähig zu bezeichnen ist. Wird ein gewisses Setzungsrisiko, verbunden mit kleineren Risseschäden akzeptiert, so können die Unterfangungskörper im locker und locker ... mitteldicht gelagerten Sand gründen (Ausführung der Unterfangung in Anlehnung an die DIN 4123). Anmerkung: Zum Zeitpunkt der BerichtersteIlung liegen keine Informationen bezüglich der abzutragenden Lasten vor. Eventuell wird es erforderlich, abhängig von den zu erwartenden Gebäudelasten, die nachfolgenden Angaben nach Rück-sprache mit dem Statiker nachträglich zu überarbeiten. Können gewisse Verformungen nicht akzeptiert werden, so wären folgende Maßnahmen denkbar, die jedoch mit einem erheblich höheren Kostenaufwand verbunden sind:
  • Konventionelle Unterfangung (in Anlehnung an die DIN 4123 "Ausschachtungen, Gründungen und Unterfangungen im Bereich bestehender Gebäude") bis auf den gut tragfähigen Fein- bis Mittelkies in 3 ... 3,2 m unter derzeitiger GOK.
  • Unterfangung mittels Düsenstrahlverfahren gemäß DIN EN 12716 bis auf den gut tragfähigen Fein- bis Mittelkies in 3 ... 3,2 m unter derzeitiger GOK.
Nach Rücksprache mit dem Planer wird voraussichtlich die erste, kostengünstigere Vari¬ante mit gewissem Setzungsrisiko bevorzugt. Im Folgenden wird daher diese Variante näher beschrieben. Angaben zu den anderen beiden Möglichkeiten können Bei Bedarf nachgereicht werden. Konventionelle Unterfangung bis auf den gering bis mäßig tragfähigen Untergrund Folgende Maßnahmen sind zu beachten:
  • Die frostsichere Einbindetiefe der Unterfangungskörper beträgt 1,0 m unter zukünf-tiger Geländeoberkante (Nähere Angaben zu den Unterfangungsarbeiten sind dem Kapitel 7.2.1 zu entnehmen).
  • Im Bereich von neu zu erstellenden Innenfundamenten, ist die Gründungssohle mit leichtem Gerät möglichst schonend nachzuverdichten, um die auftretenden Erschüt-terungen möglichst gering zu halten. Gegebenenfalls in Höhe Gründungssohle an-stehende künstliche Auffüllungen oder aufgeweichte bindige Sande sind auszukof-fern und durch Beton zu ersetzen (Tieferführung).
  • Unmittelbar nebeneinander liegende Fundamente müssen auf der gleichen Grün-dungstiefe gegründet werden. Beim Übergang von unterschiedlichen Gründungstie-fen ist eine Lastausbreitung unter 30° zu berücksichtigen (Abtreppen der Grün-dungssohle, Tieferführung von höher gelegenen Fundamenten). Dies ist auch im Nahbereich zum vorhandenen Erdkeller im Bereich der Südwestecke des Gebäu¬des zu berücksichtigen.

b) Statische Bemessungskennwerte

Der Bemessungswert des Sohlwiderstandes ergibt sich aus den zu führenden Standsicher-heitsnachweisen für Unterfangungskörper bzw. Fundamente (Grundbruch, Kippen, Gleiten, etc.).

c) Gründung der Bodenplatte

Die neue Bodenplatte kommt bei der vorgesehenen Höhenlage im sehr locker bis locker gelagerten Sand zu liegen. Die Aushubsohle ist mit leichtem Gerät möglichst schonend nachzuverdichten um größere Erschütterungen möglichst zu vermeiden.

d) Gründung des Carports

Die Fundamente des Carports kommen unter Berücksichtigung einer frostsicheren Einbin-detiefe im locker gelagerten Sand zu liegen (siehe Sondierung S4). Der locker gelagerte Sand ist als nur gering bis mäßig tragfähig zu bezeichnen. Gegen eine Flachgründung auf Einzel- und Streifenfundamenten bestehen dennoch keine Bedenken, wenn nachfolgende Maßnahmen beachtet werden:
  • Die Fundamente sind frostsicher, mindestens 1,0 munter Geländeoberkante zu gründen.
  • Die Gründungssohle ist in mehreren Übergängen mit schweren Gerät nachzuver-dichten.
  • Gegebenenfalls in Höhe Gründungssohle anstehende aufgeweichte bindige Sande sind auszukoffern und durch Mineralbeton zu ersetzen (Bodenaustausch). Der Bo-denaustausch ist auf einer Fläche auszuführen, die eine Spannungsausbreitung von 45° berücksichtigt.
  • Das Bodenaustauschmaterial ist lagenweise einzubauen und gut zu verdichten. Die Lagenstärke ist abhängig vom verwendeten Verdichtungsgerät, sie darf jedoch 0,3 mim unverdichteten Zustand nicht überschreiten. Die Einbaudichte sollte 100% der einfachen Proctordichte entsprechen. Dies ist durch Dichtebestimmungen oder Plat-tendruckversuche während der Erdarbeiten zu überprüfen.
  • Für die Dimensionierung von Streifenfundamenten mit einer Mindestfundament-breite und -einbindetiefe von 0,5 m beträgt der Bemessungswert des Sohlwider-standes aR,d bei Beachtung der o. g. Maßnahmen 210 kN/m2
  • Bei Einzelfundamenten mit einem Seitenverhältnis < 2 darf der Bemessungswert des Sohlwiderstandes aR,d um 20% erhöht werden.
  • Bei außermittigem Lastangriff ist die rechnerische Fundamentfläche auf eine Teil-fläche zu verkleinern, deren Schwerpunkt der Lastangriffspunkt ist.
  • Der anstehende Baugrund in Höhe Gründungssohle besitzt nach Ausführung der genannten Maßnahmen erfahrungsgemäß einen mittleren Steifemodul in der Grö-ßenordnung von 30 .. .40 MN/m2. Bei einer zu erwartenden Setzung von 1 ... 2 cm errechnet sich ein mittlerer Bettungsmodul in der Größenordnung von 15 MN/m3.

5 SCHUTZ DES GEBÄUDES GEGEN WASSER

Grundwasser wurde zum Zeitpunkt der Untersuchungen bei max. 2,14 m unter Gelände (~ Kote -3,25) angetroffen. Der Bachwasserspiegel befindet sich bei Kote -3,22 m, also etwa 1,8 m unterhalb der neuen Bodenplatte. Es ist zu vermuten, dass der Grundwasserstand mit dem Bachwasserstand korreliert. In niederschlagsreichen Jahreszeiten ist ein Anstieg des Grundwasserspiegels nicht aus-zuschließen. Gemäß Informationsdienst des Bayerischen Landesamtes für Umwelt befin¬det sich das Baugrundstück in einem wassersensiblen Bereich, d. h. es ist zeitweise mit relativ hoch anstehendem Grundwasser zu rechnen. Der für das Bauwerk maßgebende höchste Wasserstand dürfte jedoch durch das Hochwasser des südlich gelegenen Schreinergrabens bestimmt sein. Es empfiehlt sich abzu-klären inwieweit der Schreinergraben Hochwasser führen kann. Sofern keine anderweitigen Erfahrungen vorliegen ist der Bemessungswasserstand 1 m über dem eingemessenen Wasserstand bei Kote - 2,25 manzusetzen. Demnach genügt es, das Gebäude gegen aufsteigende Bodenfeuchtigkeit gemäß DIN 18195/4 zu schützen. Sollte sich nach Rücksprache mit den zuständigen Behörden bzw. mit Ortskundigen ein größerer Anstieg des Grundwasserspiegels ergeben, so ist mit uns Rücksprache zu halten und die Bodenplatte gegebenenfalls gegen von außen drückendes Wasser abzudichten (Ausführung in WU-Beton). Anmerkung: Der geplante Carport wird in einem Abstand von nur 5 m zum wasserführenden Schreinergraben angeordnet. Auch diesbezüglich ist die Hochwasser-führung des Bachlaufs abzuklären.

6 BAUAUSFUHRUNG

a) Baugruben

Für evtl. anzulegende Böschungen ist im anstehenden schwach bindigen und bindigen Fein- bis Mittelsand ein zulässiger Böschungswinkel von 45° maßgebend.

b) Unterfangung in Anlehnung an die DIN 4123

Anmerkung: Der anstehende Untergrund erfüllt nicht die Vorgaben der DIN 4123. Es wird daher ein statischer Nachweis für den End- und alle Zwischenbauzustände erforderlich. Zusätzlich ist anzumerken, dass die bestehenden zu unterfangenden Wände voraussicht¬lich durchwegs aus unvermörteltem oder nur teilvermörteltem Ziegelmauerwerk bestehen. Vor Ausführung der genannten Maßnahmen werden voraussichtlich Maßnahmen erforderlich, um ein Auflösen des Mauerwerksverbands und hieraus resultierende Schäden am Be¬stand zu verhindern (z.B. Verkittung, Verklammerung Mauerwerk). Allgemein sind folgende Maßnahmen zu beachten:
  • Die Unterfangung muss abschnittsweise erfolgen. Die zulässige Breite eines Abschnittes beträgt 1,25 m. Der Abstand zwischen den einzelnen Abschnitten muss mindestens 3,75 m betragen. Weitere Stichgräben bzw. Schächte dürfen erst dann hergestellt werden, wenn die vorherigen Unterfangungen eine ausreichende Festigkeit besitzen.
  • Die Unterfangungskörper sind statisch zu dimensionieren. Die Unterfangungskörper sind für einen erhöhten aktiven Erddruck von 0,5 x aktiver Erddruck + 0,5 x Erdruhedruck zu bemessen.
  • Die Unterfangung muss, in Abhängigkeit von den geplanten Fundamentbreiten gegebenenfalls in zwei TeilabschniUen von beidseits des Fundamentes ausgeführt werden.
  • Bei dem anstehenden Sand sind die Stichgräben an den Seiten und Stirnseiten gegebenenfalls durch einen Verbau zu sichern.
  • Der Grundwasserspiegel muss während der Bauausführung mindestens 0,5 m unter der neuen Gründungsebene liegen bzw. auf diese Tiefe abgesenkt werden.
  • Der Unterfangungskörper muss kraftschlüssig an das bestehende Fundament an-schließen. Dies kann durch eine "sattes" Dagegenbetonieren oder hydraulisches Anpressen geschehen.
  • Bei der Ausführung der Unterfangung sind die Vorgaben der DIN 4123 zu beachten.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei Unterfangungen grundsätzlich Risseschäden am Be-stand auftreten können. Bei fachgerechter Dimensionierung und Bauausführung sind je¬doch keine bauwerksunverträglichen Setzungen zu erwarten.

c) Wasserhaltung

Wohnhaus
Grundwasser wurde zum Zeitpunkt der Untersuchungen bei max. 2,14 m unter Gelände (~ Kote -3,25) angetroffen. Der Wasserspiegel muss bei Ausführung der Unterfangung mindestens 0,5 m unter der Unterfangungssohle liegen. Sollte zum Zeitpunkt der Bauausführung ein deutlich höherer Wasserstand vorliegen, als zum Zeitpunkt der Untersuchungen, so wird gegebenenfalls eine Wasserhaltung erforderlich. Bei einer erforderlichen Absenktiefe von> 0,5 m wird bei den anstehenden wasserdurch-lässigen Sanden voraussichtlich eine geschlossene Wasserhaltung mittels Tiefbrunnen erforderlich. Andernfalls genügt eine offene Wasserhaltung mittels Drängräben und Pumpensümpfen.
Carport
Im Bereich des geplanten Carports liegt die Geländeoberkante um 0,9 ... 1,4 m tiefer als im Bereich des Wohnhauses. Sollte während der Bauarbeiten ein etwas höherer Grundwasserstand vorliegen, so wird hier gegebenenfalls eine offene Wasserhaltung bestehend aus Drängräben und Pumpensümpfen erforderlich.