Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
BAB A 17, Dresden – Prag, Bauabschnitt 2von der B 170 bis zur AS Pirna
Standsicherheitsprobleme an Einschnittsböschungen
• Überblick über den 2. Abschnitt der A 17 , geographische Lage und Topographie
• Grundlagen aus dem Baugrundgutachten, der Ausführungsplanung und der Ausschreibung
• Schadensformen und –details
• Befliegung des Abschnitts für eine Gesamtübersicht
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Gesamtübersicht BAB A 17 von A 4 – Grenze D / CR
AS Heidenau
AS Pirna
Brücke Gebergrund
AS Dresden-Prohlis
Brücke Lockwitztal Brücke Müglitztal
Brücke Nöthnitzgrund
Streckenlänge BAB:Anschlussstellen:Parkplatz:Autobahnmeisterei (AM):Autobahnzubringer:Brückenbauwerke BAB:
Brückenbauwerke Zubringer:
Entwässerungsgrad:Lärmschutz gesamt:
Erdaushub und Felsabbruch:Einbau im Zuge des Streckenbaus:Einbau in LS- und Gestaltungswälle:Flächeninanspruchnahme:
Kosten Bund:Kosten Land:
12,85 km; Planfeststellungsbeschluß 09/01AS Dresden-Prohlis, AS Heidenau, AS PirnaPWC NöthnitzAM im Bereich GoppelnS 191 n (2,6 km), S 175 n (2,4 km), B 172 a (1,2 km)21 Bauwerke darunter 4 Großbrücken und 1 LandschaftsbrückeS 191 n mit 5 Bauwerken und 1 Lärmschutztunnel,S 175 n mit 1 Bauwerk, B 172 a mit einem Bauwerk14 Regenrückhalte- und RegenklärbeckenLärmschutzwälle (einschl. Gestaltungswälle): 13,7 km Lärmschutzwände: 4,5 km2.440.000 m³
980.000 m³1.460.000 m³116 ha Verkehrsanlage (davon 46 ha Fahrbahnfläche)208 ha Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen148 Mio. €
27 Mio. €
Tunnel Nickern
Tunnel Meuschaer Höhe
AS DD-Südvor-stadt
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Lockwitzbach
Lockwitzbach
Geberbach
Geberbach
Zauchgraben
Keulgraben
Britschengraben
Britschen-, Keul-, Zauchgraben
Nöthnitzbach
Nöthnitzbach
AS Süd-vor-stadt
AS
HeidenauAS Prohlis
Malte
Rietschke
Müglitz
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Baugrund, Ausführungsplanung, Ausschreibung
Baugrund:
Planung, Aus-schreibung:
• Grundwasser oberflächennah an den Schichtgrenzen zuLößlehm / Gehängelehm,unter Deckschichten / Mergel-, Sandstein,in der Regel jedoch weit unter Planum.
• Schichtwasser anSchmelzwassersand- und –kieslinsen,sandige u. kiesige Geschiebelehme u. –mergel,über dem Sandsteinzersatz,Schichtgrenzen Lößlehm / Gehängelehm.
• Mindertragfähige BödenAuelehm, Schwemmlehm (nicht verbesserbar),Beckenton, Bänderton (kriechfähig, Verformungen an Einschnittsböschungen, Gleitflächengefahr).
• umfangreiche Abfange- und Entwässerungs-mulden – mit bindigem Boden abgedichtet,
• Auflastfilter, Sickerstützscheiben, Rigolen, Lebendverbauten, Schwartenbretter, Erosionsschutzmatten
• Böschungsabflachungen, Entfernung von Rutschkörpern,
Maßnahmen sind abhängig von konkret angetroffener Situation und mit Bauleitung abzustimmen.
• Beckenton
• Geschiebemergel
• Sandstein
• Mergelstein
• Granodiorit
• Lößlehm
• Geschiebelehm
• Beckenton
• Mergelstein
• Beckensand
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Baugrundauswertung mit Böschungssickerschichten, unbrauchbaren Böden, Fels, Austausch- und Verbesserungsmaßnahmen
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schadensübersicht und EinordnungBaustelle mit Stand vom November 2003 - ca. 95% des Groberdbaus nach 9 Monaten fertiggestellt
AS Dresden Süd AS Prohlis
AS Heidenau Meuschaer Höhe
Baubeginn:
Febr. 2003
Verkehrsfrei-gabe bis
AS Prohlis:
25.10.2004
Verkehrsfrei-gabe bisAS Pirna:22.07.2005
Verkehrsfrei-gabe 2. RifaLockwitztalbr.:Dez. 2005
Komplettfertig-stellung:Apr./Mai 2006(Markierung,Bereiche außer-halb)
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schaden im August 2003 - Bereich zw. Bauanfang (AS Dresden Süd) und Nöthnitztalbrücke, Bau-km 12+300 – 12+500
Beckenton: kriechfähig, Verformungen an Einschnittsböschungen, Gleitflächengefahr.
Schmelzwassersand / -kieslinseoberflächig nicht aufgetreten.
Abflachung der
Einschnittsböschung
1:2 planmäßig
Baustand: August 2003
Einschnitts- und Dammhöhe: je 6 m
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Übersicht der SchadensfälleOberbodenabrutschung Oberboden mit oberer Mineralbodenschicht konzentrierter Wasserabfluß aus Hinterland
Böschungsbrüche
Hauptschadstellen:1. Bereich AS Prohlis + BAB Ri Prag vor AS2. AS Heidenau + BAB beidseitig3. Bereich BW 29, Südseite4. AS Pirna, Anschlußstellenohren
1. 2. 3.4.
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Hergang und Auslöser der Schadensfälle
• Winter 2002 / 2003:wenig Schnee, normale Frosttiefen
• Sommer 2003:extrem trocken bis in den Spätherbst
• Winter 2003 / 2004, Sommer 2004„normale“, wechselhafte Witterung
• Herbst 2004:erhebliche Niederschläge
• Winter 2004 / 2005:überdurchschnittliche Schneehöhe bis MärzTauwetter ab 12. März,Schneedecke in 4 Tagen abgeschmolzen(extreme hydrologische Verhältnisse).
Dies bedeutet:
• Aufstau in Mulden und Senken,
• dadurch Abfluß teilweise ungeregelt,
• durch große Schneehöhe geringe Frosttiefe,damit stärkeres Eindringen des Schmelzwasserin den Boden
• Vegetation noch nicht erwacht,wenig bis keine Wasseraufnahme,
• Böden vom Herbst schon erheblich wassergesättigt.
Schadensfreier Bereich:
Tunnel MeuschaerHöhe
bis
BW 36, Friedensstr. Dohna.
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Abrutschung oberflächenparallel
Südseite
Schmelzwasser
Urgelände und Böschungseinschnitt
Wallschüttung
• mit Schneeshmelzetaut der Frostboden auf der Südseite schneller auf
• Wasser dringt in die Fuge zwischen Urgelände und neuer Dammschüttung ein.
• Nordseite bleibt der Boden länger gefroren,
• Eindringendes Wasser schmilzt den Boden von innen auf,
• Oberboden und obere Schicht Mineralboden werden wassergesättigt,
• Kohäsion sinkt bzw. Gleitscholle Frostboden,
• Einschnittsböschung rutscht ab.
AS Prohlis - Verkehrsfreigabe Oktober 2004, Dämme und Einschnitte fertig Oktober 03
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Baustand: August 2003
Wallschüttung westlich K 9003 + AS Prohlis
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Böschungsbruch
• Schmelz- / Oberflächenwasser versickert,
• wandert oberhalb eines Stauers hangabwärts,
• oder sammelt sich in einer Linse.
• Mit dem Böschungseinschnitt werden die Schichtenwasserströme unterbrochen.
• In Nässeperioden tritt Schichtenwasser aus, soweit Schichtenwasserleiter angeschnitten wurden.
• Eingeschlossene Linsen drücken auf den Stauer vor der Einschnittböschung. Durchfeuchtung vermindert Kohäsion, Grundbruch. Bei rolligen Böden hydraulischer Grundbruch durch Mitfließen der Bodenpartikel.
Hauptschadensgebiet AS Heidenau, Blick n. Süden auf Nordböschungen
AS Heidenau
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
AS Heidenau - Hauptschadensgebiet
Sommer 2001 Sommer 2003
März 2005
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Herstellung von Sickerstützscheiben, Bereich AS Heidenau
Beräumung der Bruchstellen hypodermische Wasserführung, Feuchtstelle
Filtervlies und Anschluß an Straßensicker Herstellung der Stützscheiben
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Grundprinzip der Stützscheiben mögliche Fehler und Gefahren
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – konzentrierter Abfluß in Einschnittsböschungen
Ursachen:
• alte Abflußrinnen durch Einschnitt unterbrochen,neue Erosionspfade,
• Hindernisse, die den sonst breitflächigen Abfluß konzentrieren,
• fehlende Vegetation,
• Frostböden
Auswirkungen:
• Erosionsrinnen in der Einschnittböschung,
• Ausspülungen der Böschung,
• Abspülen des Ober- und Mineralbodens
• Böschungsbruch bei gleichzeitigem Einsickern in die Oberfläche (vgl. Schadensbeschreibungen zuvor)
Leerrohrstrecke für FM-Kabel wird zur Erosionsrinne.
Lebendverbau schützt restliche Böschung trotz fehlendem Anwuchs.
Bewuchs verhindert größere Erosionsschäden.
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Bereich BW 29Ü
• Schmelzwassersand
• Geschiebelehm
• Mergelstein-Zersatz
1. Blick auf Nordböschungen (Schadensbereiche) 2. Blick auf Südböschungen (schadensfrei)
1.
2.
Südböschung Nordböschung
SüdenNorden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Abbrüche unterhalb von Bermen
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Schäden März 2005 – Zusammenfassung
Hauptursachen:
• extreme hydrologische Verhältnisse aufgrund überdurchschnittlich regnerischem Herbst, ebenso ungewöhnlicher Schneehöhe im folgenden Winter und Tauwetter mit Schneeschmelze innerhalb von 4 Tagen.
• Abfluß der Mulden überlastet bzw. behindert durch Schneereste, Verschlammung,
• durch große Schneehöhe geringe Frosttiefe,damit stärkeres Eindringen des Schmelzwasserin den Boden,
• im Bereich der Obstplantagen lockere obere Bodenstruktur, erleichtertes Eindringen des Oberflächenwassers,
• Vegetation noch nicht erwacht,wenig bis keine Wasseraufnahme,
• bindige Bodenschichten (Hauptverdächtiger Lößlehm) mit überwiegendem Kornbereich im Grobschluff, sandig, kiesig angereichert.Hypodermische Wasserführung (kaum merkliches Schichtenwasser).Bei Feuchtigkeit weich mit geringer Tragfähigkeit und ungünstigem Setzungsverhalten.
• Schmelzwassersand-Linsen hinter der Einschnittsböschung verborgen.Durchbruch bei Füllung durch Schichtenwasser.
Maßnahmen (mögliche, unmögliche, strittige):
• Grundsätzliche Anordnung von Mulden in Stauwasserbereichen, Abdichtung der Mulden – im Widerspruch zum Wunsch einer möglichst großen Versickerung vor Ort.Linienführung der Mulden ohne scharfe Knicke und möglichst entlang des natürlichen Gefälles.
• Frühzeitige Oberbodenandeckung und Begrünung. Hinter Wällen jedoch bei Neubaustrecken Baustraßen und Baubereich, der erst spät beräumt werden kann.
• Oberbodensicherung mit Böschungsrillen – nicht immer ausreichend.Schwartenbrettern oder Faschinen rel. hohe Kosten, wenn vollflächig.
• Beobachtung des Oberflächenabflusses und Anordnung von Raubettrinnen an gefährdeten Böschungsbereichen.In der Planung kaum vollständig zu erfassen, Entscheidungen und Ergänzungen vor Ort nötig.
• Beobachtung von Feuchtstellen und Anordnung von Böschungssickern, Sickerstützscheiben, Rigolen.Verdachtsflächen können bei guten Gutachten lokalisiert werden, jedoch erhebliche Abhängigkeiten von hydrol. Verhältnissen.Jede Verdachtsfläche zu verbauen wird unbezahlbar.
• Auf Bermen und Kegeln Stauwasserbereiche vermeiden. Abfangemulden nur sinnvoll, wenn dem natürlichen Abfluß folgend.Sonst besser breitflächiges Abfließen ermöglichen.
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
BAB A 17, Dresden – Prag, Bauabschnitt 2von der B 170 bis zur AS Pirna
Überblick über den Streckenabschnitt
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Brücke über den Brücke über den NöthnitzgrundNöthnitzgrund
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
AS AS ProhlisProhlis
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Tunnel Tunnel NickernNickern
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Brücke über den GebergrundBrücke über den Gebergrund
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Brücke über das Brücke über das LockwitztalLockwitztal
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
AS HeidenauAS Heidenau
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Landschaftstunnel Landschaftstunnel MeuschaerMeuschaer HöheHöhe
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Brücke über das Brücke über das MüglitztalMüglitztal
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
AS PirnaAS Pirna
Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + PartnerDresden
Quellen und Urheberrechte:
Übersichtskarten: DEGES, Berlin
Baugrundschnitte: Baugrund Dresden
Querprofile, Lagepläne:EIBS, Dresden
Schadensbilder: Erdbaulaboratorium Dresden,Büro Bechert
Luftbilder:S. Kuhs