Klassifikation von Erdfällen und Senkungsmulden in karstgefährdeten Gebieten Hessens: Empfehlungen zur Abschätzung des geotechnischen Risikos bei Baumaßnahmen
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie
2005
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| Schriftenreihe: | Geologische Abhandlungen Hessen
115 |
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2 ANL., 1 BEILAGE; WIESBADEN 2005 ISBN 3-89531-817-5 ISSN 0341-4043
KLASSIFIKATION VON ERDFAELLEN UND SENKUNSSMULDEN IN KARST- SEFAEHRDETEN
GEBIETEN HESSENS - EMPFEHLUNGEN ZUR ABSCHAETZUNG DES GEOTECHNISCHEN
RISIKOS BEI BAUMASSNAHMEN - GABRIELE ADERHOLD ULB DARMSTADT 16223832 SF
HIE COE HESSISCHES LANDESAMT FUER UMWELT UND GEOLOGIE CARST FRAGILITY
AND THE ROCK DEFORMATION AND SO YOU CAN SEE AREAS OF EQUAL
CONSTRUCTIONAL CONDI- TIONS. THE MAP OF CARST RISKS IS A TWO-DIMENSIONAL
CLASSIFICATION AND SOLUTION OF ALL THE DOCUMENTED NON-FRACTURED AND
FRACTURED CARSTFORMS IN THE STATE OF HESSEN UNDER CONSIDERING OF THEIR
GEO- MECHANICAL DEVELOPMENT AND THEIR EFFECTS ON CONSTRUCTION. THE MAP
INTEGRATES THE ROCKMECHANICAL FRAC- TURING PROCESS ALONG VERTICAL
PARTING SURFACES, THE STRESS CONDITIONS OF ROCK AND HIS STRATA COHE-
SION. AT ALL, THE GRADE OF ROCK DEFORMATION AND CARST ACTIVITY IS
DOCUMENTED IN THE CARST MAP. THE GEOTECHNICAL CONCLUSIONS OF THE
POSSIBILI- TY OF CONSTRUCTION WILL BE SHOWED IN THE DIFFER- ENT CARST
AREAS. THESE INVOLVE ALSO RECOMMANDA- TIONS FOR MEASURES OF SOIL
INVESTIGATION, FOUNDA- TION, STATIC-CONSTRUCTION AND CONTROL. THEY ARE
VERY IMPORTANT CONDITIONS FOR THE CHOICE OF SUIT- ABLE MEASURES OF
FOUNDATION AND RECONSTRUCTION IN THE UNDERGROUND AND DIRECTLY
CONSTRUCTIONAL MEASURES AT THE BUILDING. INHALTSVERZEICHNIS 1 .
EINLEITUNG 5 2. VERKARSTUNGSASPEKTE 6 2.1 KARSTTERMINOLOGIE 6 2.2
RELEVANTE KARSTFAKTOREN UND KLASSIFIKATIONSMERKMALE 7 2.3 EINFLUSSGROESSEN
ZUR PROGNOSTIZIERUNG VON ERDFAELLEN 8 2.4 HYDROLOGISCHE EINFLUESSE AUF
KARSTVORGAENGE 10 2.5 HAUPTKARSTPHASEN VON ERDFAELLEN UND SENKUNGSMULDEN
11 3. INGENIEURGEOLOGISCHE ANALYSE DER KARSTPROZESSE 11 3.1
ERDFALLMODELLIERUNG IM VON FESTGEBIRGE BEDECKTEN KARST 11 3.1.1
GEOMECHANISCHE VORGAENGE UND BRUCHPROZESSMODELLIERUNG 13 3.1.2
FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN UND SPANNUNGS-VERFORMUNGSVERHALTEN 17 3.1.3
MATHEMATISCH-PHYSIKALISCHES MODELL ZUR HOHLRAUMBRUCHMASSENBILANZ 22
3.1.4 INTERPRETATION DER NATURBEFUNDE 26 3.2 ERDFALLMODELLIERUNG IM
SEICHTEN KARST 28 3.2.1 GEOMECHANISCHE VORGAENGE UND
BRUCHPROZESSMODELLIERUNG 28 3.2.1.1 FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN UND
SPANNUNGS-VERFORMUNGSVERHALTEN 31 3.2.1.2 INTERPRETATION DER
NATURBEFUNDE 34 3.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN ERDFALLALTER, STRATIGRAPHIE
UND TIEFENLAGE DER KARSTGESTEINE ... 38 3.4 INGENIEURGEOLOGISCHE ANALYSE
VON SENKUNGSMULDEN IM CHLORIDKARST 39 3.4.1 GEOMECHANISCHE VORGAENGE UND
SENKUNGSPROZESSMODELLIERUNG 40 3.4.2 INTERPRETATION DER NATURBEFUNDE 42
4. INGENIEURGEOLOGISCHES KARTENWERK DER KARSTGEFAEHRDUNG 45 4.1
ALLGEMEINES ZIEL UND METHODIK INGENIEURGEOLOGISCHER KARTEN 45 4.2
ZUSAMMENSETZUNG DES INGENIEURGEOLOGISCHEN KARTENWERKES 45 4.3
DOKUMENTATION DER ERDFAELLE UND SENKUNGSMULDEN 46 4.4
INGENIEURGEOLOGISCHE KARSTGEFAEHRDUNGSKARTE 50 4.5 HAEUFIGKEITSVERTEILUNG
DER ERDFAELLE UND SENKUNGSMULDEN 59 4.6 GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 63 5.
BEBAUBARKEIT VON KARSTGEFAEHRDUNGSGEBIETEN 64 5.1 AUSWIRKUNGEN DER
KARSTPROZESSE AUF BAUWERKE UND BAUMASSNAHMEN 64 5.2 AUSWAHL TYPISCHER
BAUSCHAEDEN IN KARSTGEFAEHRDUNGSGEBIETEN 67 5.3 EMPFEHLUNGEN FUER
GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN IN KARSTGEFAEHRDUNGSGEBIETEN 74 5.3.1
GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN IN AKUTEN ERDFALLGEBIETEN (KATEGORIEN 3, 5, 6
UND 7) ... 75 5.3.2 GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN INNERHALB VON ERDFALL- UND
SENKUNGSMULDENFUELLUNGEN (KATEGORIEN 4, 8, 9 UND 11) 79 5.3.3
GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN IN AKUTEN SENKUNGSGEBIETEN (KATEGORIE 9) 79 6.
ZUSAMMENFASSUNG 84 7. SCHRIFTENVERZEICHNIS 87 8. ABBILDUNGSVERZEICHNIS
89 9. TABELLENVERZEICHNIS 91 10. VERZEICHNIS DER GLEICHUNGEN 92 11.
VERWENDETE FORMELZEICHEN, EINHEITEN UND GROESSEN 93 12. ANLAGEN UND
INGENIEURGEOLOGISCHES KARTENWERK 94 1. EINLEITUNG DAS AUFTRETEN VON
ERDFAELLEN UND SENKUNGS- MULDEN UND DIE HIERAUS RESULTIERENDEN BAU-
SCHAEDEN SIND IN HESSEN SEIT DEM 18. JAHRHUN- DERT BEKANNT, JEDOCH
EXISTIEREN BISLANG WEDER RICHTLINIEN FUER DIE BEBAUUNG IN ERDFALL- UND
SEN- KUNGSMULDENGEFAEHRDETEN GEBIETEN, NOCH GIBT ES EINE KLASSIFIKATION
ZUR ABSCHAETZUNG DES RISI- KOS VON ERDFAELLEN UND SENKUNGSMULDEN BEI DER
BAULICHEN NUTZUNG. DIE BEKANNTEN BAUSCHAEDEN IN HESSEN BELEGEN JEDOCH,
DASS MIT DER BAU- LICHEN NUTZUNG VON KARSTGEBIETEN EIN ERHOEHTES RISIKO
VORHANDEN IST. VON DER INGENIEURGEOLOGIE SIND DAHER NICHT NUR ANGABEN
UEBER DIE BODENPHYSIKALISCHEN EI- GENSCHAFTEN DES BAUGRUNDES, SONDERN
ZUSAETZLICH UNTERLAGEN UEBER DEN OBERFLAECHENNAHEN UND SUB- TERRANEN
VERKARSTUNGSGRAD SOWIE UEBER DIE GEGEN- WAERTIGE AKTIVITAET DER
LOESUNGSPROZESSE UND DEREN MOEGLICHE AUSWIRKUNGEN IM BAUGRUNDBEREICH ER-
FORDERLICH. SCHWERPUNKTE DER VORLIEGENDEN ARBEIT SIND DAHER DIE
INGENIEURGEOLOGISCHE ANALYSE VON HOCHBRUCHPROZESSEN UEBER KARSTHOHLRAEUMEN
UND DIE AUFSTELLUNG VON GESETZMAESSIGKEITEN DER ERD- FALLBILDUNGEN. FUER
DIE BAUPRAXIS IST NEBEN MORPHOLOGISCHEN UND GENETISCHEN FAKTOREN
ZUSAETZLICH DAS VERFOR- MUNGSVERHALTEN DES UEBER DEM LOESLICHEN GESTEIN
LIEGENDEN DECKGEBIRGES ZU ANALYSIEREN. DAHER MUESSEN IN DER
INGENIEURGEOLOGIE MOEGLICHKEITEN GEFUNDEN WERDEN, DEN PROZESS DER
VERKARSTUNG UND DIE ERSCHEINUNGSFORM MIT DEM VERFORMUNGS- VERHALTEN SO
ZU BESCHREIBEN, DASS SIE DEN CHA- RAKTER EINES KENNWERTES TRAGEN UND
FLAECHENHAFTE DARSTELLUNGEN DER KARSTGEFAEHRDUNG MOEGLICH SIND. FUER DIE
ANWENDUNG VON UNTERSUCHUNGS- UND SICHERUNGSMASSNAHMEN IN
ERDFALLGEFAEHRDETEN GE- BIETEN IST DIE FLAECHENHAFTE UND DIFFERENZIERTE
ABGRENZUNG DER GEFAEHRDETEN GEBIETE VORAUS- SETZUNG. GRUNDLAGE WAR DAHER
DIE UMFASSENDE SAMM- LUNG VON DATEN UEBER ERDFAELLE UND SENKUNGS- MULDEN
IN HESSEN SOWIE DEREN INGENIEURGEO- LOGISCHE DEUTUNG. WICHTIGSTE QUELLEN
DAFUER SIND DIE GEOLOGISCHEN UND TEKTONISCHEN KARTEN
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GEOLOGISCHE ABHANDLUNGEN HESSEN, BAND 115: 100 SEITEN, 46 ABB., 18 TAB.,
2 ANL., 1 BEILAGE; WIESBADEN 2005 ISBN 3-89531-817-5 ISSN 0341-4043
KLASSIFIKATION VON ERDFAELLEN UND SENKUNSSMULDEN IN KARST- SEFAEHRDETEN
GEBIETEN HESSENS - EMPFEHLUNGEN ZUR ABSCHAETZUNG DES GEOTECHNISCHEN
RISIKOS BEI BAUMASSNAHMEN - GABRIELE ADERHOLD ULB DARMSTADT 16223832 SF
HIE COE HESSISCHES LANDESAMT FUER UMWELT UND GEOLOGIE CARST FRAGILITY
AND THE ROCK DEFORMATION AND SO YOU CAN SEE AREAS OF EQUAL
CONSTRUCTIONAL CONDI- TIONS. THE MAP OF CARST RISKS IS A TWO-DIMENSIONAL
CLASSIFICATION AND SOLUTION OF ALL THE DOCUMENTED NON-FRACTURED AND
FRACTURED CARSTFORMS IN THE STATE OF HESSEN UNDER CONSIDERING OF THEIR
GEO- MECHANICAL DEVELOPMENT AND THEIR EFFECTS ON CONSTRUCTION. THE MAP
INTEGRATES THE ROCKMECHANICAL FRAC- TURING PROCESS ALONG VERTICAL
PARTING SURFACES, THE STRESS CONDITIONS OF ROCK AND HIS STRATA COHE-
SION. AT ALL, THE GRADE OF ROCK DEFORMATION AND CARST ACTIVITY IS
DOCUMENTED IN THE CARST MAP. THE GEOTECHNICAL CONCLUSIONS OF THE
POSSIBILI- TY OF CONSTRUCTION WILL BE SHOWED IN THE DIFFER- ENT CARST
AREAS. THESE INVOLVE ALSO RECOMMANDA- TIONS FOR MEASURES OF SOIL
INVESTIGATION, FOUNDA- TION, STATIC-CONSTRUCTION AND CONTROL. THEY ARE
VERY IMPORTANT CONDITIONS FOR THE CHOICE OF SUIT- ABLE MEASURES OF
FOUNDATION AND RECONSTRUCTION IN THE UNDERGROUND AND DIRECTLY
CONSTRUCTIONAL MEASURES AT THE BUILDING. INHALTSVERZEICHNIS 1 .
EINLEITUNG 5 2. VERKARSTUNGSASPEKTE 6 2.1 KARSTTERMINOLOGIE 6 2.2
RELEVANTE KARSTFAKTOREN UND KLASSIFIKATIONSMERKMALE 7 2.3 EINFLUSSGROESSEN
ZUR PROGNOSTIZIERUNG VON ERDFAELLEN 8 2.4 HYDROLOGISCHE EINFLUESSE AUF
KARSTVORGAENGE 10 2.5 HAUPTKARSTPHASEN VON ERDFAELLEN UND SENKUNGSMULDEN
11 3. INGENIEURGEOLOGISCHE ANALYSE DER KARSTPROZESSE 11 3.1
ERDFALLMODELLIERUNG IM VON FESTGEBIRGE BEDECKTEN KARST 11 3.1.1
GEOMECHANISCHE VORGAENGE UND BRUCHPROZESSMODELLIERUNG 13 3.1.2
FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN UND SPANNUNGS-VERFORMUNGSVERHALTEN 17 3.1.3
MATHEMATISCH-PHYSIKALISCHES MODELL ZUR HOHLRAUMBRUCHMASSENBILANZ 22
3.1.4 INTERPRETATION DER NATURBEFUNDE 26 3.2 ERDFALLMODELLIERUNG IM
SEICHTEN KARST 28 3.2.1 GEOMECHANISCHE VORGAENGE UND
BRUCHPROZESSMODELLIERUNG 28 3.2.1.1 FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN UND
SPANNUNGS-VERFORMUNGSVERHALTEN 31 3.2.1.2 INTERPRETATION DER
NATURBEFUNDE 34 3.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN ERDFALLALTER, STRATIGRAPHIE
UND TIEFENLAGE DER KARSTGESTEINE . 38 3.4 INGENIEURGEOLOGISCHE ANALYSE
VON SENKUNGSMULDEN IM CHLORIDKARST 39 3.4.1 GEOMECHANISCHE VORGAENGE UND
SENKUNGSPROZESSMODELLIERUNG 40 3.4.2 INTERPRETATION DER NATURBEFUNDE 42
4. INGENIEURGEOLOGISCHES KARTENWERK DER KARSTGEFAEHRDUNG 45 4.1
ALLGEMEINES ZIEL UND METHODIK INGENIEURGEOLOGISCHER KARTEN 45 4.2
ZUSAMMENSETZUNG DES INGENIEURGEOLOGISCHEN KARTENWERKES 45 4.3
DOKUMENTATION DER ERDFAELLE UND SENKUNGSMULDEN 46 4.4
INGENIEURGEOLOGISCHE KARSTGEFAEHRDUNGSKARTE 50 4.5 HAEUFIGKEITSVERTEILUNG
DER ERDFAELLE UND SENKUNGSMULDEN 59 4.6 GENAUIGKEITSBETRACHTUNGEN 63 5.
BEBAUBARKEIT VON KARSTGEFAEHRDUNGSGEBIETEN 64 5.1 AUSWIRKUNGEN DER
KARSTPROZESSE AUF BAUWERKE UND BAUMASSNAHMEN 64 5.2 AUSWAHL TYPISCHER
BAUSCHAEDEN IN KARSTGEFAEHRDUNGSGEBIETEN 67 5.3 EMPFEHLUNGEN FUER
GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN IN KARSTGEFAEHRDUNGSGEBIETEN 74 5.3.1
GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN IN AKUTEN ERDFALLGEBIETEN (KATEGORIEN 3, 5, 6
UND 7) . 75 5.3.2 GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN INNERHALB VON ERDFALL- UND
SENKUNGSMULDENFUELLUNGEN (KATEGORIEN 4, 8, 9 UND 11) 79 5.3.3
GEOTECHNISCHE MASSNAHMEN IN AKUTEN SENKUNGSGEBIETEN (KATEGORIE 9) 79 6.
ZUSAMMENFASSUNG 84 7. SCHRIFTENVERZEICHNIS 87 8. ABBILDUNGSVERZEICHNIS
89 9. TABELLENVERZEICHNIS 91 10. VERZEICHNIS DER GLEICHUNGEN 92 11.
VERWENDETE FORMELZEICHEN, EINHEITEN UND GROESSEN 93 12. ANLAGEN UND
INGENIEURGEOLOGISCHES KARTENWERK 94 1. EINLEITUNG DAS AUFTRETEN VON
ERDFAELLEN UND SENKUNGS- MULDEN UND DIE HIERAUS RESULTIERENDEN BAU-
SCHAEDEN SIND IN HESSEN SEIT DEM 18. JAHRHUN- DERT BEKANNT, JEDOCH
EXISTIEREN BISLANG WEDER RICHTLINIEN FUER DIE BEBAUUNG IN ERDFALL- UND
SEN- KUNGSMULDENGEFAEHRDETEN GEBIETEN, NOCH GIBT ES EINE KLASSIFIKATION
ZUR ABSCHAETZUNG DES RISI- KOS VON ERDFAELLEN UND SENKUNGSMULDEN BEI DER
BAULICHEN NUTZUNG. DIE BEKANNTEN BAUSCHAEDEN IN HESSEN BELEGEN JEDOCH,
DASS MIT DER BAU- LICHEN NUTZUNG VON KARSTGEBIETEN EIN ERHOEHTES RISIKO
VORHANDEN IST. VON DER INGENIEURGEOLOGIE SIND DAHER NICHT NUR ANGABEN
UEBER DIE BODENPHYSIKALISCHEN EI- GENSCHAFTEN DES BAUGRUNDES, SONDERN
ZUSAETZLICH UNTERLAGEN UEBER DEN OBERFLAECHENNAHEN UND SUB- TERRANEN
VERKARSTUNGSGRAD SOWIE UEBER DIE GEGEN- WAERTIGE AKTIVITAET DER
LOESUNGSPROZESSE UND DEREN MOEGLICHE AUSWIRKUNGEN IM BAUGRUNDBEREICH ER-
FORDERLICH. SCHWERPUNKTE DER VORLIEGENDEN ARBEIT SIND DAHER DIE
INGENIEURGEOLOGISCHE ANALYSE VON HOCHBRUCHPROZESSEN UEBER KARSTHOHLRAEUMEN
UND DIE AUFSTELLUNG VON GESETZMAESSIGKEITEN DER ERD- FALLBILDUNGEN. FUER
DIE BAUPRAXIS IST NEBEN MORPHOLOGISCHEN UND GENETISCHEN FAKTOREN
ZUSAETZLICH DAS VERFOR- MUNGSVERHALTEN DES UEBER DEM LOESLICHEN GESTEIN
LIEGENDEN DECKGEBIRGES ZU ANALYSIEREN. DAHER MUESSEN IN DER
INGENIEURGEOLOGIE MOEGLICHKEITEN GEFUNDEN WERDEN, DEN PROZESS DER
VERKARSTUNG UND DIE ERSCHEINUNGSFORM MIT DEM VERFORMUNGS- VERHALTEN SO
ZU BESCHREIBEN, DASS SIE DEN CHA- RAKTER EINES KENNWERTES TRAGEN UND
FLAECHENHAFTE DARSTELLUNGEN DER KARSTGEFAEHRDUNG MOEGLICH SIND. FUER DIE
ANWENDUNG VON UNTERSUCHUNGS- UND SICHERUNGSMASSNAHMEN IN
ERDFALLGEFAEHRDETEN GE- BIETEN IST DIE FLAECHENHAFTE UND DIFFERENZIERTE
ABGRENZUNG DER GEFAEHRDETEN GEBIETE VORAUS- SETZUNG. GRUNDLAGE WAR DAHER
DIE UMFASSENDE SAMM- LUNG VON DATEN UEBER ERDFAELLE UND SENKUNGS- MULDEN
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