Homogenbereiche anstatt Boden- und Felsklassen in der VOB, Teil

Transcrição

Ingenieurkammertag 2015
Homogenbereiche anstatt Boden- und Felsklassen in der VOB,
Teil C
Dipl.-Ing. Almuth Große, GuD Geotechnik und Umweltgeologie GmbH,
[email protected]
Prof.-Dr. Kurt-M. Borchert, GuD Consult Berlin, [email protected]
ZUSAMMENFASSUNG
Mit dem Erscheinen des Ergänzungsbandes 2015 zur VOB 2012 wurden die Bodenund Felsklassen in den relevanten ATV-Normen des Teiles C durch die Homogenbereiche ersetzt. Für diese werden in den betroffenen Normen Kennwerte und Eigenschaften vorgegeben, die auf Basis des Geotechnischen Berichtes zur Beschreibung
des jeweiligen Homogenbereiches herangezogen werden, da diese Merkmale im
Rahmen einer vollständigen geotechnischen Erkundung nach den geltenden Normen
sowieso zu bestimmen sind.
1.
EINLEITUNG
Die Beschreibung der Baugrundverhältnisse erfolgt in einem Geotechnischen Bericht.
Für die Kalkulation und Abrechnung von Arbeiten im oder mit dem Baugrund werden in
Deutschland Vorgaben in den ATV-Normen der VOB des Teiles C gemacht. Die Baugrundbeschreibung im Geotechnischen Bericht nach DIN EN 1997-2 muss für die geotechnischen Nachweise und die Bautechnik Angaben erhalten, um ein Bauwerk bemessen und ausführen zu können. Die erforderlichen Angaben für die Bemessung sind
im EC7 mit den nationalen Normen und hier insbesondere der DIN 1054 und DIN 4020
enthalten. Für die bautechnische Anwendung finden sich Angaben in der DIN 18196,
der ZTVE-StB und den ATV-Normen der VOB Teil C.
In 13 dieser ATV-Normen des Teiles C der VOB werden Bauleistungen geregelt, die in
einem Zusammenhang mit Boden und Fels stehen. Das sind
•
DIN 18300
Erdarbeiten
•
DIN 18301
Bohrarbeiten
•
DIN 18303
Verbauarbeiten
•
DIN 18304
Ramm-, Rüttel- und Verpressarbeiten
Ing
genieurkammertag 2015
Homogenbereiche im T
Teil C der VOB
B, Große/Borchert
•
DIN 18305
1
Wasserhaltun
W
ngsarbeiten
n
•
DIN 18308
1
Drränarbeiten
•
DIN 18309
1
Einpressarbe
eiten
•
DIN 18311
1
Na
assbaggera
arbeiten
•
DIN 18312
1
Un
ntertagebau
uarbeiten
•
DIN 18313
1
Sc
chlitzwanda
arbeiten
•
DIN 18319
1
Ro
ohrvortriebssarbeiten
•
DIN 18320
1
La
andschaftsb
bauarbeiten
•
DIN 18321
1
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ATV DIN 18
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Normen in der VOB 20
2
Homogenbereiche im Teil C der VOB, Große/Borchert
Aus der stark schwankenden Anzahl der Boden- und Felsklassen resultiert auch ein
unterschiedlicher Grad der Spezifizierung der Baugrundbeschreibung. In der Tabelle
2a sind den in der DIN 1054 beschriebenen Böden und den in der DIN 18196 aufgeführten Bodengruppen die entsprechenden Bodenklassen der vier ATV-Normen gegenübergestellt.
Tabelle 2a: Gegenüberstellung der Bodenklassen (Stand VOB 2012)
DIN 1054
DIN 18196
DIN 18300
DIN 18301
DIN 18311
DIN 18319
(DIN 18196)
nichtbindige
GE
Böden
GW
(grobkörnige
LNE1-LNE3
NB5
GI
Böden)
3
SE
BN1
NB1
SW
NB3
SI
gemischtkörnige
GU
Böden
GT
3
GU*
SU
ST
SU*
ST*
UL
(feinkörnige
UM
Böden)
UA
TL
TM
TA
organogene
BN2,
4
GT*
bindige Böden
BN1
BN1
4
BN2, BB1-BB4
1)
LNE1-LNE3
LNW1-LNW3
LNW1-LNW3
NB5
BB1-BB4
3
LNW1-LNW3
LN1-LN3
LBM1-LBM3
NB1/
NB3
LNW1-LNW3
NB2/
LN1-LN3
NB4
LBM1-LBM3
BOB1 bis
LBM1 bis LBM3
BOB4
+ P1 bis P2
2)
2 /4/6
1)
2 /6
BB1 bis BB4
1)
2)
1)
2)
1)
2)
2 /4/6
2 /5/6
OT
Böden
und Böden mit
OU
organischen
OH
Beimengungen
OK
organische
HN
Böden
HZ
2 /1/6
BO2
1)
2 /3
F
geschüttete
k. A.
k. A.
BOB1
BO1
BOB4
x
x
LBO1 bis LOB3
+ P1 bis P2
LO
A, [..]
Böden
x
x
(Auffüllung)
Steine 63 - 200
≤ 30 % 4
≤ 30 % BS1
keine
> 30 % 5
> 30 % BS2
Angaben
≤ 30 % 5
≤ 30 % BS3
600 mm
> 30 % 6
1)
… bei breiiger bis flüssiger Konsistenz (Ic < 0,5)
> 30 % BS4
mm
Blöcke 200 –
2)
S1
S2, S3
≤ 30 % S1
> 30 % S2
≤ 30 % S3
> 30 % S4
… bei fester Konsistenz
k. A. … keine Angaben
3
Tabelle 2b: Gegenüberstellung der Felsklassen (Stand VOB 2012)
Verwitterungsgrad
DIN 18300
zersetzt
entfestigt
6
1)
BN/BB
NB/BOB
FV2/FV3
7
1)
über 20 bis 80
(50)
3)
über 50 bis
100
über 80 bis
200
keine Einteilung
über 100 bis
200
über 200 bis
300
über 300
1)
… nach Kommentar zur ZTVE-StB 94 [3]
2)
… abhängig vom Trennflächenabstand
3)
… in DIN 18319 beträgt der obere Wert 50 N/mm²
2)
DIN 18319
F1
2)
FV4/FV5/
FV6
bis 20
einaxiale Druckfestigkeit [N/mm²] [N/mm²]
DIN 18311
FV1
angewittert
unverwittert
DIN 18301
F1
keine Einteilung
F2
2)
FD1
FD1/FZ1
FD2
FD2/FZ2
-
FD3/FZ3
FD3
2)
keine Einteilung
2)
-
-
FD4/FZ4
FD4
-
FD5
-
2)
Aus den Tabellen 2a und 2b ist ersichtlich, dass bei diesen Regelungen für gleichen
Boden und Fels jeweils unterschiedliche Bezeichnungen angegeben werden. Da bei
den meisten Bauvorhaben häufig mehrere Gewerke gleichzeitig ausgeschrieben werden, muss für jedes Gewerk eine separate Beschreibung in Form der Boden- bzw.
Felsklassen erfolgen. Hinzu kommt, dass die Einteilung der Boden- und Felsklassen
sich am Löse- und Bohrvorgang orientiert. Da jedoch die Wahl des Verfahrens gemäß
der ATV Sache des AN ist, schließt sich aus Sicht der Autoren eine gerätespezifische
Einteilung aus.
Es war daher Zielstellung, für alle ATV-Normen ein einheitliches Schema zu Bodenund Felsklassen zu entwickeln, welches die speziellen Anforderungen der unterschiedlichen Gewerke berücksichtigt, jedoch den für jedes Gewerk gleichen Boden/Fels
gleich bezeichnet bzw. beschreibt.
4
Im Rahmen eines von der DIN geförderten Forschungsvorhabens wurden Möglichkeiten zur Vereinheitlichung von Boden- und Felsklassen untersucht [1]. Dabei hat sich
herausgestellt, dass eine Unterteilung nach Homogenbereichen sinnvoll ist und vom
HAT (Hauptausschuss Tiefbau des Deutschen Vergabe- und Vertragsausschusses für
Bauleistungen) und von DVA-Vorstand wurde 2011 beschlossen, die Homogenbereiche als Grundlage aller VOB-Normen einzuführen.
2.
HOMOGENBEREICHE
2.1
Definition
Grundlagen einer Ausschreibung nach VOB Teil C bezüglich des Baugrundes sind:
•
Der Einsatz und die Auswahl der Geräte sind dem Auftragnehmer überlassen.
•
Der Baugrund wurde erkundet und der Geotechnische Bericht, das sog. Baugrundgutachten, gemäß DIN 1997-2/DIN 4020 liegt vor.
•
Durch den Sachverständigen für Geotechnik wurden Baugrundschichten erkundet, festgelegt, beschrieben und bodenmechanische und bautechnische Kennwerte dafür ermittelt.
Die vom Sachverständigen für Geotechnik erkundeten Baugrundschichten können einzeln oder zusammengefasst als Homogenbereiche festgelegt werden. Die DIN
4020:2003-09 hat einen Homogenbereich wie folgt definiert:
„Begrenzter Bereich von Boden oder Fels, dessen Eigenschaften eine definierte Streuung aufweisen und sich von den Eigenschaften der abgegrenzten Bereiche abheben.“
Diese Definition, die jetzt in der VOB für die Bauausführung übernommen wurde, ist in
der aktuellen Fassung der DIN 4020:2010-12 nicht mehr enthalten. Der Begriff wird für
die VOB-Norm beibehalten, weil die Definition für die Beschreibung eines BodenFelsbereiches, der von einem Gewerk zu bearbeiten ist, passend ist und wie folgt in die
entsprechenden ATV der VOB Teil C eingeführt.
5
„Boden und Fels sind entsprechend ihrem Zustand vor dem Lösen in Homogenbereiche einzuteilen. Der Homogenbereich ist ein begrenzter Bereich, bestehend aus einzelnen oder mehreren Boden- oder Felsschichten, der für einsetzbare Geräte [für das
jeweilige Bauverfahren] vergleichbare Eigenschaften aufweist. Sind umweltrelevante
Inhaltsstoffe zu beachten, so sind diese bei der Einteilung in Homogenbereiche zu berücksichtigen.“
Der Unterschied zwischen dem alten System der Klassen und dem neuen System der
Homogenbereiche für Boden- und Fels ist in der nachfolgenden Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3: Vergleich des alten und des neuen Systems
Klassifizierung
Boden-
Altes System der
Homogenbereiche für Ge-
Homogenbereich für Gewerk
Klassen in der DIN 18300
werk I Erdbau DIN 18300
II Bohrarbeiten DIN 18304
Schicht 1
Klasse 3
Homogenbereich I.A
Homogenbereich II.A
Schicht 2
Klasse 4
oder Felsschicht
Homogenbereich II.B
Schicht 3
Schicht 4
2.2
Klasse 6
Homogenbereich I.B
Homogenbereich II.C
Beschreibung
Grundlage für die Homogenbereiche ist wie bei der bisherigen Einteilung in Boden- und
Felsklassen der Geotechnische Bericht. In diesem werden die erkundeten Baugrundschichten auf der Grundlage der DIN EN 1997, Teil 2, DIN EN ISO 14688, Teil 1 und 2
sowie DIN EN ISO 14689, Teil 1 beschrieben. Für die Beschreibung der Homogenbereiche muss neben dem charakteristischen Wert für die Bemessung auch eine Spannbreite des jeweiligen Kennwertes angegeben werden, die aufgrund der Feld- und Laboruntersuchungen sowie ggf. Erfahrungen zu erwarten ist. Die in den aufgeführten
Normen angegebenen Eigenschaften, die zur vollständigen Beschreibung einer Baugrundschicht erforderlich sind, dienen als Grundlage für die Beschreibung der Homogenbereiche in der VOB und sind in nachfolgender Tabelle aufgeführt. Zusätzlich wurden im Zuge der Bearbeitung durch die Normungsausschüsse diese Liste um die Abrasivität, die Bodengruppe und die ortsübliche Bezeichnung erweitert.
6
Tabelle 4:
Kennwerte/Eigenschaften für die vollständige Beschreibung einer Bodenschicht in den VOB-Normen
Nr.
Kennwerte/Eigenschaft
1
Korngrößenverteilung mit Körnungsbändern
2
Definition von Steinen und Blöcken
2a
Massenanteil Steine, D > 63 mm
2b
Massenanteil Blöcken, D > 200 mm
2c
Massenanteil große Blöcke, D > 630 mm
3
mineralogische Zusammensetzung der Steine
Prüfung bzw. Definition nach
DIN 18123
DIN EN ISO 14688-1
Bestimmung durch
Aussortieren und Wiegen
DIN EN ISO 14689-1
und Blöcke
4
Dichte
DIN EN ISO 17892-2 und DIN 18125-2
5
Kohäsion
6
undränierte Scherfestigkeit
7
Sensitivität
8
Wassergehalt
9
Konsistenz
10
Konsistenzzahl
11
Plastizität
12
Plastizitätszahl
DIN 18122-1
13
Durchlässigkeit
DIN 18130
14
Lagerungsdichte: Definition
14a
Lagerungsdichte: Bestimmung
DIN 18126
15
Kalkgehalt
DIN 18129
16
Sulfatgehalt
17
Organischer Anteil
18
Benennung und Beschreibung organischer
DIN 18137-1, DIN 18137-2 und DIN 18137-3
DIN 4094-4 oder DIN 18136 oder DIN 18137-2
DIN 4094-4
DIN EN ISO 17892-1
DIN EN ISO 14688-1 (5.14)
DIN EN ISO 18122-1
DIN EN ISO 14688-1 (5.8)
DIN EN ISO 14688-2
DIN EN 1997-2
DIN 18128
DIN EN ISO 14688-1
Böden
19
Abrasivität
20
Bodengruppe
21
ergänzend ortsübliche Bezeichnung
NF P18-579 [9]
DIN 18196/18915
X
Da die DIN 18196 die Böden auch für bautechnische Zwecke klassifiziert, wurde von
den Arbeitsausschüssen für die ATV-Normen und vom HAT beschlossen, auch die
Bezeichnung aus dieser Norm zu übernehmen. Für die Landschaftsbauarbeiten, die
den Oberboden behandeln, wird die DIN 18915 herangezogen.
7
Tabelle 5: Kennwerte/Eigenschaften für die vollständige Beschreibung einer Felsschicht in den VOB-Normen
Nr.
Eigenschaften/Kennwerte
1
Benennung von Fels
2
Dichte
3
Verwitterung und Veränderungen, Veränder-
Prüfung bzw. Definition nach
DIN EN ISO 14689-1
DIN EN ISO 17892-2 und DIN 18125-2
DIN EN ISO 14689-1
lichkeit
4
Kalkgehalt
5
Sulfatgehalt
6
Druckfestigkeit
DIN 18129
DIN EN ISO 1997-2
DGGT-Empfehlung Nr. 1 „Einaxiale Druckversuche an zylindrischen Gesteinsprüfkörpern“
[7]
7
Spaltzugfestigkeit
DGGT-Empfehlung Nr. 10 „Indirekter Zugversuch an Gesteinsproben - Spaltzugversuch“ [8]
8a
Trennflächenrichtung
8b
Trennflächenabstand
8c
Gesteinskörperform
9a
Öffnungsweite von Trennflächen
9b
Kluftfüllung von Trennflächen
10
Gebirgsdurchlässigkeit
11
Abrasivität
12
ergänzend ortsübliche Bezeichnung
DIN EN ISO 14689-1
DIN EN ISO 14689-1
DIN EN ISO 14689-1
NF P 94 430-1 [10]
X
Zusätzlich wurde bei Boden und Fels die Abrasivität mit aufgenommen, da dieser
Kennwert für Bohrarbeiten (DIN 18301), Untertagebauarbeiten (DIN 18312), Rohrvortriebsarbeiten (DIN 18319) und Horizontalspülbohrarbeiten (DIN 18324) als wesentlicher Faktor für die Kalkulation der Bauleistung erforderlich ist. Eine deutsche Norm zur
Bestimmung existiert nicht. Daher wurde bei Boden und Fels die entsprechende Französische Norm mit aufgeführt. Sie liegt mittlerweile in deutscher Übersetzung vor.
Für einige Kennwerte/Eigenschaften gibt es unterschiedliche Untersuchungsmethoden
und Bezeichnungen. Daher wird in dem Kapitel 2 der jeweiligen VOB-Norm aufgeführt,
nach welcher Norm der in der Ausschreibung angegebene Kennwert/Eigenschaft im
Zweifelsfall ggf. zu überprüfen ist. Dies bedeutet nicht, dass der Kennwert vom Sachverständigen für Geotechnik bei der Baugrunduntersuchung für das jeweilige Projekt
auch zwangsläufig nach dieser Norm zu bestimmen ist.
8
3.
PILOTPROJEKTE
Zur Überprüfung, ob die Homogenbereiche das bisherige System der Boden- und
Felsklassen ersetzen können und das neue System auch in der Praxis umsetzbar ist,
wurden im Zeitraum 2011 bis 2012 Straßenbaumaßnahmen auf der Basis der Homogenbereiche für Erdarbeiten ausgeschrieben und durchgeführt. Die wesentlichen Erfahrungen mit den Pilotprojekten aus [2] werden im Folgenden kurz zusammengefasst.
•
Bei Einhaltung der Regelwerke DIN EN 1997-2, DIN 4020 und M GUB [4] reichen
die Ergebnisse der Baugrunderkundung aus, um die Homogenbereiche entsprechend der Tabellen 4 und 5 zu beschreiben. Eine Ergänzung der Regelwerke, wie
z. B. dem M GUB hinsichtlich der bautechnischen Beschreibung wird jedoch empfohlen.
•
Engverzahnte Böden mit geringen Mächtigkeiten, z. B. Wechsellagerung, deren
einzelne Schichten unterschiedliche Eigenschaften aufweisen (z. B. bindig und
nichtbindig) können nur als ein Homogenbereich gelöst und transportiert werden.
Bei der Beschreibung muss auf die Wechsellagerung hingewiesen werden.
•
Erfolgt der Abtrag über mehrere Homogenbereiche ohne Wechseln des Erdbaugerätes kann die Massenermittlung nicht beim Abtrag, sondern nur an dem fertiggestellten Böschungseinschnitt durch Aufmaß erfolgen.
•
Bei kleinen Erdarbeiten, wie z. B. Leitungsbau sollten die Homogenbereiche einfach gehalten werden. Hier sollte nur zwischen Boden und Fels unterschieden werden.
Eine entscheidende Erkenntnis aus den durchgeführten Pilotprojekten ist jedoch, dass
aus der Einführung der Homogenbereiche im Erdbau durch die Auftragnehmer keine
Nachträge generiert worden sind.
9
4.
ANWENDUNG IN DEN EINZELNEN ATV-NORMEN
In den Arbeitsausschüssen des HAT für die VOB-Normen, die den Baugrund berücksichtigen müssen, wurde über die Kennwerte und Eigenschaften, die für die Kalkulation
der Leistungserbringung von Bedeutung sind, eingehend diskutiert und die Auswahl
dem HAT vorgestellt. Mit den Obleuten des jeweiligen Arbeitsausschusses hat der HAT
dann diese Parameter festgelegt und die Einspruchsverfahren, welche für jede relevante Änderung in einer VOB-Norm erforderlich sind, durchgeführt. Gegen die vorgelegte
Parameterauswahl gab es in den Einspruchsverfahren weder von der Auftraggebernoch von der Auftragnehmerseite maßgebende Einsprüche. In einem gesondert einberufenen Ausschuss für die Homogenbereiche, an dem Vertreter des HAT und die Beteiligten an den Pilotprojekten anwesend waren, wurden dann abschließend alle Parameter noch einmal diskutiert. Als Ergebnis ist man zu dem Entschluss gekommen,
dass nach Möglichkeit nur Normen zur Bestimmung dieser Parameter in den VOBNormen vorgegeben werden sollen, die zahlenmäßige Werte liefern, um damit bei
Nachträgen die Abweichung des Parameters von den ausgeschriebenen Grenzen beurteilen zu können.
Bei dem Gewerk Erdarbeiten nach DIN 18300 und den Landschaftsbauarbeiten, die in
der DIN 18320 geregelt sind, sind auch relativ einfache bzw. kleine Erdarbeiten zu berücksichtigen. Da bei diesen „kleinen“ Maßnahmen in der Regel keine Kennwerte für
eine Bemessung erforderlich sind, werden oftmals keine bzw. auf ein Minimum reduzierte Baugrunduntersuchungen ausgeführt, so dass eine nach den Tabellen 4 und 5
vollumfängliche Beschreibung des Homogenbereiches auf deren Basis nicht möglich
wäre und auch nicht erforderlich ist.
Um keine neue Definition für kleine Erdarbeiten in der DIN 18300 einführen zu müssen,
hat man sich auf die Angabe der Geotechnischen Kategorien geeinigt, da es hierfür
Definitionen in der DIN EN 1997-1, DIN 1054 sowie der DIN 1997-2 und DIN 4020 gibt.
In der nachfolgenden Tabelle sind exemplarisch Beispiele zur Einordnung in die geotechnischen Kategorien (GK) aufgeführt.
10
Tabelle 6: Beispiele für die Zuordnung in die geotechnischen Kategorien
Bauwerk
GK 1
GK 2
GK 3
- geringe Lasten
- übliche Lasten
- hohe Lasten
- setzungsunempfindliches
- unterschiedliche Verformun- - setzungsempfindli-
Tragwerk
gen können vom Tragwerk
ches Tragwerk
aufgenommen werden
Baugrund
einfache Verhältnisse
durchschnittlich
schwierig
Grundwasser
nicht relevant
beherrschbar
problematisch
Beispiele
- Einfamilienwohnhaus
- Hoch- und Ingenieurbauten - Hochhäuser, Türme
- Rohrgräben bis 2 m Tiefe
mit Einzel- oder Streifenfun-
- Brücken mit großer
damenten bzw. Platten- oder Spannweite
Pfahlgründung
- Leitungsgräben bis 5 m Tiefe
Die Landschaftsbauarbeiten in der DIN 18320 berücksichtigen nur den Oberboden.
Alle Arbeiten, die bei diesen Arbeiten unter dem Oberboden anfallen, sind nach der
DIN 18300 zu behandeln. In der neuen DIN 18300 sind daher alle Arbeiten zum
Oberboden (früher auch als Mutterboden bezeichnet) herausgenommen worden.
In den Tabellen 7 und 8 sind die Eigenschaften und Kennwerte sowohl für Böden als
auch für Fels aufgeführt, die für die einzelnen Gewerke entsprechend der jeweiligen
ATV der VOB Teil C anzugeben sind.
11
Tabelle 7: Erforderliche Kennwerte/Eigenschaften für Böden in den VOB-Normen
1
Korngrößen-
n. e.
18324
18321
18320
18319
18313
18312
18311
18304
18301
GK1
18300
GK2,
18300
schaften
.
te /Eigen-
Nr
Kennwer-
DIN
n. e.
verteilung mit
Körnungsbändern
2a
Masseanteil an
Steinen
2b
Masseanteil
Blöcke
2c
Masseanteil
große Blöcke
3
mineralogische
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e
Zusammensetzung der
Steine und
Blöcke
4
Dichte
5
Kohäsion
6
undränierte
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
Scherfestigkeit
7
Sensitivität
8
Wassergehalt
9
Konsistenz
10
Konsistenzzahl
11
Plastizität
12
Plastizitätszahl
13
Durchlässig-
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
keit
14
Lagerungs-
n. e.
dichte
15
Kalkgehalt
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
16
Sulfatgehalt
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
17
Organischer
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
Anteil
18
Benennung
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
und Beschreibung organischer Böden
19
Abrasivität
20
Bodengruppe
n. e.
n. e.
DIN
1891
5
21
ortsübliche
n. e.
n. e.
Bezeichnung
Angabe erforderlich
n. e. – Angabe nicht erforderlich
12
Tabelle 8: Erforderliche Kennwerte/Eigenschaften für Fels in den VOB Normen
DIN
1
Benen-
18324
18321
18320
18319
18313
18312
18311
18304
18301
GK1
18300
GK2, GK3
18300
schaften
/Eigen-
.
Kennwerte
Nr
n. e.
nung von
Fels
2
Dichte
3
Verwitte-
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
rung,
Veränderungen
und Veränderlichkeit
4
5
Kalkgehalt
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
Sulfatge-
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
halt
6
Druckfes-
n. e.
tigkeit
7
Spaltzug-
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
festigkeit
8a
8b
8c
Gesteinskörperform
9a
Öffnungs-
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
n. e.
weite von
Trennflächen
9b
Kluftfüllung von
Trennflächen
10
Gebirgs-
n. e.
n. e.
durchlässigkeit
11
Abrasivität
12
ortsübliche
n. e.
n. e.
n. e.
Bezeichnung
Angabe erforderlich
n. e. – Angabe nicht erforderlich
13
Wie in den Tabellen 7 und 8 zu entnehmen, benötigen die neuen Normen für Rohrvortriebsarbeiten (DIN 18319) und die Horizontalspülbohrarbeiten (DIN 18324) für Boden
die meisten Angaben zu den Homogenbereichen. Bereits die aktuell gültige DIN 18319
hat für die Bodenklassen die größte Anzahl an Unterteilungen gefordert. Auch die Untertagebauarbeiten benötigen sowohl für den Boden als auch für den Fels eine Vielzahl
von Angaben. Bei der zum Einsatz kommenden Technik beim Tunnelbau und bei den
horizontalen Bohrungen ist dies verständlich, da die Technik in der Bauphase nur aufwendig geändert werden kann.
5.
BEISPIEL FÜR ERDARBEITEN
Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Beispiel eines Baugrundschnittes für das Auffahren eines Einschnittes bei einem Straßenbauprojekt sowie die zugeordneten Homogenbereiche.
Abb. 1: Beispiel für Bodenschichten und Homogenbereiche
14
Die geplante Aushubgrenze ist grün markiert. Für die Erdarbeiten wurden die Homogenbereiche A bis H festgelegt. Die bei den Baugrundaufschlüssen erkundete und im
Baugrundschnitt dargestellte Schicht T3 – Muschelton, weich bis steif, liegt unterhalb
des Aushubbereiches und muss nicht berücksichtigt werden. Die erkundete Schichtoberkante der Schicht T5a - Tertiärton, steif bis halbfest, liegt zwar auch unterhalb,
reicht aber bei einem Aufschluss an die Aushubgrenze heran und wird deshalb als
Homogenbereich beschrieben, da sie zum einen in der Aushubsohle anstehen wird
und entsprechende Schutzmaßnahmen vorgesehen werden müssen. Zum anderen ist
nicht auszuschließen, dass die Oberkante dieser Schicht zwischen den Aufschlusspunkten in den Aushubbereich hineinreicht. Abhängig vom jeweiligen auszuschreibenden Gewerk könnten hier auch einzelne Baugrundschichten zusammengefasst werden, wie hier im Beispiel die Flusskiesschichten, Schichten G1 und G2 zu E. Diese
Schichten haben für das Lösen, Laden, Transportieren und den Einbau vergleichbare
Eigenschaften beim Einsatz von Großgeräten und können für Erdarbeiten als ein Homogenbereich zusammengefasst werden.
In der Tabelle 9 werden für den Homogenbereich D, der in der Abbildung 1 im Längsschnitt zu erkennen ist, die ermittelten Kennwerte und Eigenschaften angegeben. Da
es sich hier um ein Straßenbauprojekt handelt, wird es wahrscheinlich auch erforderlich sein, z. B. für Leitungen Gräben anzulegen und hier wäre der „Kleine Erdbau“ mit
GK1 maßgebend.
Tabelle 9: Kennwerte nach der neuen DIN 18300 für Homogenbereich D (Abb. 1)
Nr. nach
Kennwert/Eigenschaft
Erdbau GK2, GK3
Kleiner Erdbau GK1
Tabelle 4
1
Korngrößenverteilung
2a, 2b
Anteil Steine und Blöcke
Band D
n. e.
2c
Anteil große Blöcke
4
Dichte, feucht
6
undränierte Scherfestigkeit
8
Wassergehalt
9
Konsistenz
n. e.
n. b.
10
Konsistenzzahl
n. b.
n. e.
11
Plastizität
n. b.
n. e.
12
Plastizitätszahl
14
Lagerungsdichte ID
0,2 – 0,3
17
Organischer Anteil
< 0,5 %
20
Bodengruppe
8 – 12 %
8 – 12 %
0–1%
1,75 – 1,9 g/m³
n. b.
n. b.
5 bis 10%
nach
DIN
0–1%
n. e.
n. e.
0,2 – 0,3
n. e.
SU, SW
SU, SW
Flusssand
Flusssand
18196
21
Ortsübliche Bezeichnung
n. b. … nicht bestimmbar
n. e. … nicht erforderlich
15
Die Korngrößenverteilung als Band wird gemäß Geotechnischem Bericht in Abbildung
2 dargestellt.
Abb. 2: Korngrößenverteilungsband für den Homogenbereich D
In der Regel wird das Korngrößenverteilungsband ohne Anteil von Steinen und Blöcken dargestellt. Der Anteil Steine und Blöcke ist extra anzugeben (siehe Tabelle 4)
und wird aus Erfahrungen oder Großbohrungen abgeschätzt bzw. bestimmt. Alternativ
lässt sich das Korngrößenverteilungsband auch durch die Kornkennzahlen beschreiben, bei denen nach [11] die auf 10 % auf- oder abgerundeten Gewichtsanteile der
Korngrößengruppen Ton/Schluff/Sand/Kies/Steine aneinander gereiht werden. Für eine
genauere Beschreibung wird empfohlen, die tatsächlichen prozentualen Anteile der
Fraktionen Ton/Schluff/Sand/Kies ohne Steine und Blöcke anzugeben. Für das Beispiel gemäß Abbildung 2 ergibt sich folgendes Band mit den Kornkennzahlen 0/15/80/5
bis 0/0/65/35.
Das Standardleistungsbuch Bau wurde entsprechend der Homogenbereiche überarbeitet. Im Folgenden sind exemplarisch zwei Leistungstexte aus dem STLB für Erdarbeiten im Homogenbereich sowohl für Geotechnische Kategorie 1 als auch Geotechnische Kategorie 2 angegeben.
16
Leistungsposition Erdarbeiten im Homogenbereich D für Geotechnische Kategorie 1:
STLB-Bau 2015-10
Boden für Baugrube, ab Geländeoberfläche,
profilgerecht lösen und seitlich lagern,
Verbau wird gesondert vergütet,
Gesamtbreite über 10 bis 15 m,
Gesamtlänge über 15 bis 20 m,
Gesamtaushubtiefe bis 2 m,
Homogenbereich D, mit 2 Bodengruppen, Bodengruppe 1 SW DIN 18196 (weitgestufter Sand), Bodengruppe 2 SU DIN 18196 (Sand-Schluff-Gemisch),Tiefe oberer Horizont des Homogenbereiches 0 m, Tiefe unterer Horizont des Homogenbereiches 4 m,
Baumaßnahme der Geotechnischen Kategorie 1 DIN 4020,
- Anteil Steine (Co) über 0 bis 30 % Massenanteil DIN EN ISO 14688-1,
- Anteil Blöcke (Bo) über 0 bis 30 % Massenanteil DIN EN ISO 14688-1,
- Konsistenz DIN EN ISO 14688-1 keine,
- Lagerungsdichte locker,
Mengenermittlung nach Aufmaß an der Entnahmestelle.
Abrechnungseinheit: m³
Leistungsposition Erdarbeiten im Homogenbereich D für Geotechnische Kategorie 2:
STLB-Bau 2015-10
Boden für Baugrube, ab Geländeoberfläche,
Homogenbereich D, mit 2 Bodengruppen, Bodengruppe 1 SW DIN 18196 (weitgestufter Sand), Bodengruppe 2 SU DIN 18196 (Sand-Schluff-Gemisch), Tiefe oberer Horizont des Homogenbereiches 0 m, Tiefe unterer Horizont des Homogenbereiches 4 m,
Baumaßnahme der Geotechnischen Kategorie 2 DIN 4020, Kornverteilungsbereich
DIN EN 13285:
- Massenanteile Ton unterer Wert '0' %,
- Massenanteile Ton oberer Wert '0' %,
- Massenanteile Schluff unterer Wert '0' %,
- Massenanteile Schluff oberer Wert '15' %,
- Massenanteile Sand unterer Wert '65' %,
- Massenanteile Sand oberer Wert '80' %,
17
Im folgenden Beispiel wird ebenfalls ein Einschnitt für einen Straßenneubau betrachtet,
bei dem allerdings nach der ausgeführten Baugrunderkundung die Erdarbeiten, wie
aus dem Baugrundschnitt in Abbildung 3 ersichtlich, teilweise auch in Fels ausgeführt
werden. Die Aushubgrenze ist rot eingetragen.
Abb. 3: Beispiel für Boden- sowie Felsschichten und Homogenbereiche
Tabelle 10: Kennwerte und Eigenschaften für den Homogenbereich D von Fels für
Erdarbeiten nach der neuen DIN 18300 (Abb. 3)
Nr. nach
Kennwert/Eigenschaft
Erdbau GK2, GK3
Kleiner Erdbau GK1
Tabelle 5
1
2
3
Benennung von Fels
Dichte g/cm³
Verwitterung, Veränderungen
und Veränderlichkeit
6
Druckfestigkeit des Gesteins
Wechsellagerung
Wechsellagerung
Tonschiefer/Grauwacke
2,5 – 2,7
n. e.
mäßig verwittert
mäßig verwittert
mäßig veränderlich
mäßig veränderlich
10 – 40
n. e.
N/mm²
8a
Südost
Südost
8b
geschiefert, grob laminiert bis
geschiefert, grob laminiert bis
8c
Gesteinskörperform
12
Ortsübliche Bezeichnung
dünn (6-30 mm)
dünn (6-30 mm)
tafelförmig bis prismatisch
tafelförmig bis prismatisch
n. e.
n. e. … nicht erforderlich
18
Beispiel für den Leistungstext Erdarbeiten in dem beschriebenen Homogenbereich:
STLB-Bau 2015-10
Text für Fels GK 1 und Homogenbereich D
Fels für Baugrube, ab Geländeoberfläche,
Homogenbereich D, Tiefe oberer Horizont des Homogenbereiches 0 m, Tiefe unterer
Horizont des Homogenbereiches 2 m,
Baumaßnahme der Geotechnischen Kategorie 1 DIN 4020,
- Gesteinsart Wechsellagerung Tonschiefer-Grauwacke
- Verwitterung und Veränderungen DIN EN ISO 14689-1 mäßig verwittert, mäßig veränderlich,
- Trennflächenabstände DIN EN ISO 14689-1 grob laminiert bis dünn,
- Trennflächenrichtung Fallrichtung (Azimut) '180' Grad,
- Trennflächenrichtung Fallwinkel '45' Grad,
- tafelförmig bis prismatischer Gesteinskörper DIN EN ISO 14689-1,
Mengenermittlung nach Aufmaß an der Entnahmestelle.
Abrechnungseinheit: m³
6.
ZUSAMMENFASSUNG
Grundsätzlich wird mit dem neuen Konzept der Homogenbereiche in der neuen VOB
eine für alle Normen im Teil C, die den Baugrund berücksichtigen müssen, einheitliche
Beschreibung für die Ausschreibung derartiger Leistungen geliefert. Diese Beschreibung in einem Leistungsverzeichnis mit Homogenbereichen macht es in der Regel
nicht mehr erforderlich, dass der Geotechnische Bericht komplett im Rahmen des Angebotsverfahrens zur Einsicht ausgelegt oder beigefügt werden muss. Die Angaben im
Leistungsverzeichnis sind ausreichend für die Ermittlung der Leistungen im Baugrund,
wenn die Homogenbereiche in Längs- und Querprofilen in den Planungsunterlagen
ausreichend dargestellt werden. Im Abschnitt 0.2 verschiedener ATV-Normen ist diese
Angabe zur Ausführung auch empfohlen.
19
Als Vorteile der Einteilung in Homogenbereiche ist folgendes zu sehen:
•
Es ist keine Einteilung der Bodenschichten in neue Klassen erforderlich.
•
Die im Geotechnischen Bericht festgelegten Baugrundschichten können einzeln
oder zusammen als Homogenbereich übernommen werden.
•
Die im Leistungsverzeichnis anzugebenden Eigenschaften/Kennwerte je Homogenbereich geben eine genauere Beschreibung des Baugrundes für die Arbeitsleistungen Lösen, Laden, Transportieren und Einbau an. Die Leistungen sind damit gut
kalkulierbar.
•
Für alle Gewerke gelten die gleichen Kennwerte und Eigenschaften des Baugrundes, wobei die zu beschreibenden Eigenschaften zwischen den Gewerken differieren können.
•
Bei kleinen Erdarbeiten entsprechend der geotechnischen Kategorie GK 1 ist nur
ein reduzierter Aufwand zur Bestimmung und Angabe der Kennwerte und Eigenschaften erforderlich.
•
Zur Nachprüfung der in der Leistungsbeschreibung angegebenen Kennwerte im
Streitfall werden die Versuche in den ATV-Normen eindeutig vorgegeben.
•
Für besondere Fälle können in dem System der Homogenbereiche ergänzende
Eigenschafen und Kennwerte aufgenommen werden. Dies gilt sowohl für aktuelle
Projekte als auch für zukünftige Änderungen der ATV-Normen in der nächsten
VOB.
Allerdings ergeben sich aus der Einführung der Homogenbereiche in die VOB auch
Nachteile, wie z. B
•
Es sind viele Kennwerte/Eigenschaften zur Beschreibung der Homogenbereiche
erforderlich.
•
Einzelne abweichende Kennwerte/Eigenschaften können zu Nachträgen führen. Es
wird allerdings schwieriger für den AN bei Abweichungen von nur einzelnen Parametern den Nachweis eines Mehraufwandes zu erbringen.
•
Werden bei den Arbeiten Baugrundschichten angetroffen, die nicht zu einem im LV
aufgeführten Homogenbereich passen, kann das zu Nachträgen führen. Dies ist
aber dem unvermeidbaren Baugrundrisiko zuzurechnen.
•
Weitere bisher in der Bauausführung für die Ausschreibung und Ausführung von
Bauleistungen herangezogene Richtlinie, Merkblätter etc., wie z. B. Standardleistungskatalog und Zusätzlich Technische Vertragsbedingungen müssen angepasst
werden.
•
Sowohl der Sachverständige für Geotechnik als auch der Planer müssen eine höhere Fachkompetenz für die Bauausführung besitzen, um die Zuordnung der Baugrundschichten zu Homogenbereichen vornehmen zu können.
20
•
Die Unterscheidung der einzelnen ausgeschriebenen Homogenbereiche in der
Bauausführung ist für den Bauüberwacher bzw. den Geotechnischen Sachverständigen schwieriger und ohne Laborversuche nicht immer möglich.
•
Die Baumaßnahme und die dafür erforderlichen Gewerke müssen vor Beginn der
Baugrunduntersuchung bekannt sein, um die entsprechend erforderlichen Feldund Laborversuche auszuführen. Planungsbegleitende ergänzende Baugrunduntersuchungen sind ggf. erforderlich.
Der Sachverständige für Geotechnik sollte die Vorgaben der DIN EN 1997-2 im Zusammenhang mit der DIN 4020 zu Abstand und Tiefe der Baugrundaufschlüsse sowie
dem Umfang der auszuführenden Laboruntersuchungen einhalten. Für die Bestimmung der Bandbreite je Schicht bzw. Homogenbereich sollten ausreichende Feld- und
Laborversuche durchgeführt werden bzw. abgesicherte Erfahrungswerte aus anderen
Projekten vorliegen. Wenn die Normung mehrere Methoden zur Bestimmung eines zu
beschreibenden Kennwertes zulässt, sollte durch den Sachverständigen für Geotechnik die Norm zur Überprüfung des entsprechenden Kennwertes festgelegt werden. Sofern dem Geotechnischen Sachverständigen die geplanten Gewerke im vollen Umfang
bekannt sind, kann die Festlegung der Homogenbereiche für die Bauausführung durch
ihn erfolgen. Bei der Beschreibung der Homogenbereiche sollten Merkmale, wie z. B.
die Farbe des Bodens bzw. des Fels mit angegeben werden, über die verhältnismäßig
einfach die Unterscheidung vor Ort/auf der Baustelle erfolgen kann.
Der Planer sollte bei der Erstellung des Leistungsverzeichnisses den Geotechnischen
Bericht in Hinblick auf ausreichende Angaben von Kennwerten/Eigenschaften der Baugrundschichten prüfen. Ein sachverständiger Planer kann die Homogenbereiche aus
den im Geotechnischen Bericht beschriebenen Baugrundschichten festlegen, sollte
jedoch im Zweifelsfall den Sachverständigen für Geotechnik hinzuziehen. Im Leistungsverzeichnis ist je Homogenbereich eine Position vorzusehen. Ist ein geregelter
Wiedereinbau der abgetragenen Bodenschichten geplant, müssen die Homogenbereiche so gewählt werden, dass auch die Einbauleistung kalkulierbar ist.
Der Bauüberwacher muss prüfen, ob die Homogenbereiche vom Geotechnischen
Sachverständigen und ausschreibenden Planer ausreichend beschrieben sind, so dass
eine zweifelsfreie Festlegung der Homogenbereiche vor Ort möglich ist. Für eine erste
Beurteilung vor Ort kann dabei die Bodenart, ob bindig oder nichtbindig, die Bodengruppe nach DIN 18196 sowie bei bindigen Böden die Konsistenz über den Handversuch nach DIN EN ISO 14688-1, Abs. 5.14, herangezogen werden. Ist eine genauere
Beurteilung erforderlich, ist der Geotechnische Sachverständige einzuschalten.
21
Literatur
[1]
BORCHERT, K.-M., GROßE, A: Vereinheitlichung der Boden- und Felsklassen für
die VOB-Normen; Studie für die DIN, GuD Consult GmbH, Berlin, 27.05.2010,
unveröffentlicht
[2]
Abschlussbericht – Pilotprojekte zur Vereinheitlichung der Boden- und Felsklassen in der VOB/C, Dr. Spang, 05.04.2013, unveröffentlicht
[3]
FLOSS, R.: Handbuch zu den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen
und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-StB), Ausgabe 2009,
Kirschbaum Verlag Bonn, 4. Auflage, 2011
[4]
M GUB – Merkblatt über geotechnische Untersuchungen und Berechnungen im
Straßenbau; Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau, 2004.
[5]
Handbuch Eurocode 7, Geotechnische Bemessung Band 1: Allgemeine Regeln,
herausgegeben vom DIN Deutschen Institut für Normung e. V., 1. Auflage 2011
[6]
Handbuch Eurocode 7, Geotechnische Bemessung Band 2: Erkundung und
Untersuchung, herausgegeben vom DIN Deutschen Institut für Normung e. V.,
1. Auflage 2011
[7]
DGGT-Empfehlung Nr. 1: Einaxiale Druckversuche an zylindrischen Gesteinsprüfkörpern; Ausgabe 2004; Teil C.1 der Technischen Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau (TP BF – StB), herausgegeben durch die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen
[8]
DGGT-Empfehlung Nr. 10: Indirekter Zugversuch an Gesteinsproben - Spaltzugversuch; Fassung 1986; Teil C.10 der Technischen Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau (TP BF – StB), herausgegeben durch die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen
[9]
NF P 18-579: Gesteinskörnungen – Bestimmung der Koeffizienten der Abrasivität und Mahlbarkeit
[10]
NP 94-430-1: Gestein – Bestimmung der Schleifbarkeit von Gestein – Teil 1_
Ritzprobe mittels Spitzhacke
[11]
V.
SOOS, P.: Eigenschaften von Boden und Fels – ihre Ermittlung im Labor.
Grundbautaschenbuch, 6. Auflage, Abschnitt 1.4 im Teil 1, Berlin, Verlag Ernst
& Sohn
[12]
Ergänzungsband 2015 zur VOB 2012, Herausgeber DIN Deutsches Institut für
Normung e. V.
22

Homogenbereiche anstatt Boden- und Felsklassen in der VOB, Teil

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