BAB A 17, Dresden – Prag, Bauabschnitt 2 - vsvi-sachsen.de20StrbK%20B%F6schungsrutschungen%20… · Prof. Dr.-Ing. H. Bechert + Partner Dresden BAB A 17, Dresden – Prag, Bauabschnitt

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


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


Lockwitzbach

Lockwitzbach

Geberbach

Geberbach

Zauchgraben

Keulgraben

Britschengraben

Britschen-, Keul-, Zauchgraben

Nöthnitzbach

Nöthnitzbach

AS Süd-vor-stadt

AS

HeidenauAS Prohlis

Malte

Rietschke

Müglitz


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


Baugrundauswertung mit Böschungssickerschichten, unbrauchbaren Böden, Fels, Austausch- und Verbesserungsmaßnahmen


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)


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


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.


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.


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


Baustand: August 2003

Wallschüttung westlich K 9003 + AS Prohlis


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


AS Heidenau - Hauptschadensgebiet

Sommer 2001 Sommer 2003

März 2005


Schäden März 2005 – Herstellung von Sickerstützscheiben, Bereich AS Heidenau

Beräumung der Bruchstellen hypodermische Wasserführung, Feuchtstelle

Filtervlies und Anschluß an Straßensicker Herstellung der Stützscheiben


Grundprinzip der Stützscheiben mögliche Fehler und Gefahren


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.


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


Schäden März 2005 – Abbrüche unterhalb von Bermen


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.


BAB A 17, Dresden – Prag, Bauabschnitt 2von der B 170 bis zur AS Pirna

Überblick über den Streckenabschnitt



Brücke über den Brücke über den NöthnitzgrundNöthnitzgrund


AS AS ProhlisProhlis


Tunnel Tunnel NickernNickern





Brücke über den GebergrundBrücke über den Gebergrund


Brücke über das Brücke über das LockwitztalLockwitztal



AS HeidenauAS Heidenau



Landschaftstunnel Landschaftstunnel MeuschaerMeuschaer HöheHöhe


Brücke über das Brücke über das MüglitztalMüglitztal


AS PirnaAS Pirna


Quellen und Urheberrechte:

Übersichtskarten: DEGES, Berlin

Baugrundschnitte: Baugrund Dresden

Querprofile, Lagepläne:EIBS, Dresden

Schadensbilder: Erdbaulaboratorium Dresden,Büro Bechert

Luftbilder:S. Kuhs

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