ecoJoule construct GmbH Bauträgergesellschaft für ... · Nach Grundbau Taschenbuch (5. Auflage,...

GEOTECHNISCHER BERICHT

PROJEKT:1123-18-1

WEA Tüchten GE 158, 161 mNH

Auftraggeber: ecoJoule construct GmbH

Alte Feldmühle 10 31535 Neustadt a. Rbge.

04. April 2018

Füchteler Straße 29 49377 Vechta Telefon 0 44 41 – 979 75-0 Telefax 0 44 41 – 979 75-29

www.ig-luebbe.de [email protected]

Baugrunderkundungen Gründungsgutachten Baugrundlabor Altlastenuntersuchungen Gefährdungsabschätzungen Sanierungskonzepte Hydrogeologie

In Kooperation mit der TERRA Umwelt Consulting GmbH 45/95

Bericht vom 04.04.2018....................WEA Tüchen, ‚GE 158, 161 mNH,...................Seite 2

Projektdaten:

Projekt: 1123-18-1WEA Tüchten GE 158, 161 mNH

Auftraggeber: ecoJoule construct GmbH Herr Dr.-Ing. Thomas Claaßen Alte Feldmühle 10 31535 Neustadt a. Rbge.

Auftragnehmer: Ingenieurgeologie Dr. Lübbe Füchteler Str. 29 49377 Vechta

Projektbearbeiterin: Dipl.-Geol. Petra Müller

Exemplare: 1 Stück

Dieser Geotechnische Bericht umfasst 17 Seiten, 9 Tabellen und 8 Anlagen.

.Vechta, 04. April 2018

Der Bericht darf nur vollständig und unverändert vervielfältigt werden und nur zu dem Zweck, der unserer

Beauftragung mit der Erstellung des Berichtes zugrunde liegt. Die Vervielfältigung zu anderen Zwecken, eine

auszugsweise oder veränderte Wiedergabe sowie eine Veröffentlichung bedürfen unserer schriftlichen

Genehmigung.

. gutachten\1123\18-1\G.WEA Tüchten, GE 158.doc

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INHALTSVERZEICHNIS

I. VERANLASSUNG UND BEAUFTRAGUNG......................................... 5

1. Unterlagen....................................................................... 52. Angaben zum Bauwerk......................................................... 5

II. DURCHGEFÜHRTE UNTERSUCHUNGEN........................................ 6

III. BODEN- UND GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE................................. 7

1. Boden............................................................................. 72. Grundwasser..................................................................... 93. Bodenmechanische Laboranalysen und Durchlässigkeiten der Boden-

schichten........................................................................ 104. Erdbebenzone................................................................... 115. Bodenklassifizierung nach DIN 18300/DIN 18196........................ 116. Bodenkennwerte................................................................ 11

IV. GRÜNDUNGEN..................................................................... 12

1. Geotechnische Kategorie...................................................... 122. Auswertung und Bewertung................................................... 12

V. KRANAUFSTELLFLÄCHE UND ZUWEGUNGEN................................. 14

VI. HINWEISE ZUR BAUAUSFÜHRUNG............................................. 15

1. Baugrube, Böschungen......................................................... 153. Wasserhaltung...................................................................3. Seitliche Fundamentanfüllung, Fundamentüberdeckung, Wiederver-

wendung Bodenaushub, Verdichtung................................... 154. Betonaggressivität des Grundwassers....................................... 165. Frischbetoneigengewicht...................................................... 16

VII. SCHLUSSWORT................................................................... 16

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TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Charakteristische Lastfälle für Fundamente.............. 5

Tabelle 2: Anlagentyp, Koordinaten und ungefähre Geländehöhe.. 6

Tabelle 3: Korrelation Lagerungsdichte, Spitzenwiderstand und Reibungswinkel................................................. 7

Tabelle 4: Bodenprofil am Standort..................................... 8

Tabelle 5: Ergebnisse der Wassergehaltsbestimmungen, Körnungs-analysen und kf-Werte........................................ 10

Tabelle 6: Durchlässigkeitsbereiche nach DIN 18130.................. 10

Tabelle 7: Bodenklassifizierung nach DIN 18300 und DIN 18196..... 11

Tabelle 8: Bodenkennwerte in Anlehnung an TÜRKE (1998), EAU (2012), Grundbau Taschenbuch (5. Auflage),Ergebnissen der Drucksondierungen und eigenen Erfahrungswerten............................................. 12

Tabelle 9: Zusammenfassung der Gründungsempfehlungen.......... 14

ANLAGENVERZEICHNIS:

ANLAGE 1: Lageplan

ANLAGE 2.1-2.3: Bohrprofile nach DIN 4023 und Drucksondierdiagramme nach DIN 4094

ANLAGE 3: Drucksondierprotokolle

ANLAGE 4: Bestimmung des Wassergehaltes, DIN 18121

ANLAGE 5: Körnungslinien, DIN 18123

ANLAGE 6: Analysenergebnisse Grundwasser

ANLAGE 7.1-7.2: Setzungsberechnungen, Grundbruch

ANLAGE 8: Nachweis Drehfedersteifigkeit

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I. VERANLASSUNG UND BEAUFTRAGUNG

Im Landkreis Verden soll westlich von Posthausen bei der Ortschaft Tüchten eine Windenergieanlage (WEA) vom Typ GE 158 mit einer Nabenhöhe von 161 m errichtet werden.

Unser Büro wurde mit Schreiben vom 05.03.2018 von der ecoJoule construct GmbH auf der Grundlage unseres Angebotes vom 01.03.2018 beauftragt, die Baugrundverhältnisse am Anlagenstandort, der Kranstellfläche und der Zuwe-gung zu untersuchen und im Hinblick auf die Gründung in einem Geotechni-schen Bericht zu bewerten.

1. Unterlagen

Zur Durchführung der Untersuchungen erhielten wir folgende Unterlagen:

Umgebungsplan, Übersichtskarte Windpark Tüchten, Maßstab 1 : 25.000,

Lageplan Windpark Tüchten, Stand 14.03.2018, Maßstab 1 : 1000,

WEA Koordinaten und –Daten WP Tüchten,

Schalplan Fundament ø 27.00 m Projekt-Nr. 21683, 29.01.2018, Maß-stab 1 : 50,

GE Renewable Energy, Technische Dokumentation Windenergieanlagen, 4.8-158-50Hz, Technische Beschreibung und Daten, 2017,

GE Renewable Energy, Technische Dokumentation Windenergieanlagen 4.8-158, Spezifikation für Zuwegungen und Kranstellflächen, 2017.

2. Angaben zum Bauwerk

Die Gründung der Windenergieanlage erfolgt über ein Kreisfundament mit ei-nem Fundamentdurchmesser bei einer Flachgründung mit Auftrieb (maximaler Grundwasserstand = Geländeoberkante) von 27,00 m. Die Fundamentunter-kante liegt bei 0,89 m unter Gelände.

Nach den vorliegenden statischen Unterlagen ergibt sich rechnerisch im Lastfall BS-P eine maximale charakteristische Kantenpressung von δR,k = 169,10 kN/m2

und im Lastfall BS-A von δR,k = 186,70 kN/m2.

Für geotechnische Nachweise wurden den Planunterlagen folgende charakte-ristischen Lastfälle (exklusive Erdüberschüttung) entnommen:

Lastfall Vk (kN) Hk (kN) Mk (kNm)

BS-P 39250 1383 170867

BS-A 39263 1436 202203

alle Lasten ohne Teilsicherheitsbeiwerte (γF = 1,0) Tabelle 1: Charakteristische Lastfälle für Fundamente.

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Für die Erdübeschüttung wird zusätzlich eine Vertikallast von 5053 kN berück-sichtigt.

Für die elastische Fundamenteinspannung zwischen Fundament und Baugrund ist eine Mindestdrehfedersteifigkeit des Gesamtsystems (Turm und Gründung)von kphi,dyn = 173.800 MNm/rad bzw. kphi,stat = 34.760 MNm/rad einzuhal-ten.

Die maximale Schiefstellung infolge Baugrundsetzungen (Setzungsdifferenzen)darf ∆s = 3 mm/m nicht überschreiten. Bei einem Fundamentdurchmesser von 27,00 m entspricht dies ∆s ≤ 8,1 cm.

Die UTM-Koordinaten des Anlagenmittelpunktes wurden den Planunterlagen und die ungefähre Geländehöhe der amtlichen Topographischen Karte TK 50 wie folgt entnommen (Tabelle 2):

Standort Anlagentyp Rechtswert Hochwert ungefähre

Geländehöhe(mNN)

WEA Tüchten GE 158, 161 mNH 50 92 51,218 58 79 449,148 18,50

Tabelle 2: Anlagentyp, Koordinaten und ungefähre Geländehöhe.

II. DURCHGEFÜHRTE UNTERSUCHUNGEN

Zur Erkundung der Baugrundverhältnisse wurde am 19.03.2018 am Anlagenmit-telpunkt eine Kleinbohrung/Rammkernsondierung (RKS 1) bis 12,00 m unter Geländeoberkante abgeteuft.

Durch die Fugro Consult GmbH, Lilienthal, wurden in einem Abstand von ca. 14,0 m vom Mittelpunkt entfernt und in etwa gleichmäßig um den Umfang ver-teilt vier elektrische Drucksondierungen bis 30,00 m unter Gelände durchge-führt (CPT 1 Nord bis CPT 4, West).

An der Kranstellfläche wurde eine Rammkernsondierung bis 5,0 m (RKS 2, Kran)und eine Drucksondierung bis 10,0 m (CPT 5 K) abgeteuft. Entlang der Zuwe-gung wurden zwei Rammkernsondierungen (RKS 3 und RKS 4) sowie zwei schwere Rammsondierungen (DPH 1 und DPH 2, gem. DIN EN ISO 22476-2) bis 3,0 m unter Geländeoberkante ausgeführt.

Die Lage der Sondieransatzpunkte ist in Anlage 1 dargestellt. Die erbohrten Bodenprofile wurden entsprechend DIN 4022 ingenieurgeologisch vor Ort ange-sprochen und in Schichtenverzeichnissen aufgenommen. Die Ergebnisse sind in Anlage 2.1-2.3 als Bohrprofile nach DIN 4023 zusammen mit den Drucksondier-diagrammen dargestellt. Die Drucksondierprotokolle liegen in Anlage 3 vor.

Aus den Sondierbohrungen wurden Bodenproben entnommen. An insgesamt fünf repräsentativ ausgewählten Bodenproben wurden Wassergehalte nach DIN 18121 (Anlage 4) und drei Bodenmischproben die Körnungsanalysen nach DIN 18123 nach nassem Abtrennen der Feinanteile, durch Sedimentation oder durch kombinierte Sieb- und Schlämmanalysen durchgeführt (Anlage 5).

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Die RKS 1 wurde zu einem temporären Grundwasserpegel ausgebaut, eine Grundwasserprobe wurde entnommen und im Labor auf den chemischen An-griffsgrad nach DIN 4030 analysiert (Anlage 6).

Die Setzungsermittlungen sind als Anlage 7.1-7.2 und die Berechnungen der Drehfedersteifigkeiten für eine Flachgründung sind in den Anlagen 8 beigefügt.

Zur abfallrechtlichen Bewertung des anfallenden Erdaushubs wurde eine Misch-probe aus dem Tiefenbereich: 0,50-3,00 m im Labor nach LAGA, TR Boden Ta-belle II, 1.2-2/-5 analysiert. Die Analysenergebnisse liegen noch nicht vor und werden sobald wie möglich nachgereicht.

III. BODEN- UND GRUNDWASSERVERHÄLTNISSE

1. Boden

Die Geländehöhe am Anlagenstandort konnte der Topographischen Karte TK50 mit ca. 18,5 mNN entnommen werden.

Nach der Kartenserie Geologie vom Landesamt für Bergbau, Energie und Geolo-gie (LBEG), Geologische Karte 1 : 25 000, stehen im Untersuchungsgebiet weichselzeitlicher Geschiebedecksand (schluffiger Sand) über Geschiebelehm (Schluff, sandig, kiesig, steinig) aus der Drenthe-Kaltzeit an. Darunter sind drentheeiszeitliche, glazifluviatil abgelagerte Sande zu erwarten.

Die Bewertung der Lagerungsdichte der anstehenden Sande kann gem. Normen-Handbuch Eurocode 7, 2011, Band 2, Anhang D, Tabelle D.1 wie folgt vorge-nommen werden:

Lagerungsdichte Spitzenwiderstand (qc) (aus CPT) MN/m2

WirksamerReibungswinkel (φ’)

Sehr locker locker

mitteldicht dicht

sehr dicht

0,0 bis 2,5 2,5 bis 5,0 5,0 bis 10,0 10,0 bis 20,0

> 20,0

29 bis 32 32 bis 35 35 bis 37 37 bis 40 40 bis 42

Tabelle 3: Korrelation Lagerungsdichte, Spitzenwiderstand und Reibungswinkel.

Wegen der Plastizität ist der Spitzenwiderstand in bindigen Böden (hier: Ge-schiebelehm) nur gering. Nach Grundbau Taschenbuch (5. Auflage, Teil 1)kennzeichnet bereits ein Spitzendruck von qc = 5 MN/m2 eine feste Konsistenz. Bei Werten ab qc > 1,5 MN/m2 kann auf eine steife bis sehr steife Konsistenz geschlossen werden.

Nach den vorliegenden Bohrprofilen und den Drucksondierdiagrammen kann die grundsätzliche Bodenschichtung am geplanten Standort wie folgt zusammen-gefasst werden (vgl. Tabelle 4):

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WEA Standort:

Tiefe (bis m u. GOK

min./max.) Mächtigkeit

(m)Bodenschicht

(Spitzendruck qc in MN/m2)nicht

bindig/ bindig

Baugrund-eigen-

schaften

0,50 0,50Mutterboden, Feinsand,

schluffig, humos,(-)

- nichtgeeignet

6,70 6,20

Geschiebelehm: Sand, schluffig, schwach tonig,

z. T. steinig,steifplastisch

(qc = 2-5) Sandzwischenlage: 2,40 m bis 3,70 m, mitteldicht (qc

= 10)

bindig geeignet

> 30,0 > 24,0

Mittelsand, feinsandig,grobsandig;

gut mitteldicht bis dicht gelagert

qc ≥ 15-30

nichtbindig sehr gut

Tabelle 4: Bodenprofil am Anlagenstandort.

Unterhalb des Oberbodens stehen bis zur maximalen Aufschlusstiefe der Druck-sondierungen von 30,0 m unter GOK nach den geologischen Kartenunterlagen erwartungsgemäß Geschiebelehm und darunter glazifluviatile Sande an.

Nach den vorliegenden Baugrunderkundungen wurden typische norddeut-sche Sedimente angetroffen. In tieferen Profilbereichen wurden keine unkonsolidierten Weichschichten wie Auesedimente oder humose Böden wie Torf bzw. Mudde erbohrt. Der tiefere Untergrund besteht aus dicht ge-lagerten Sanden. Der Baugrund ist mit den vorliegenden Aufschlüssen aus-reichend erkundet.

Kranstellfläche und Zuwegung

Die erbohrten Bodenprofile und die Drucksondierungen bzw. die schweren Rammsondierungen an der Kranstellfläche und entlang der Zuwegung können wie folgt beschrieben und bewertet werden:

Oberboden, Mutterboden:

- Petrographie: Sand, schluffig, humos. - Farbe: dunkelbraun. - bis Meter unter Gelände (min./max.): 0,40/0,45. - Mächtigkeit: 0,40 m bis 0,45. - Lagerungsdichte: locker. - Baugrundeigenschaften: nicht geeignet.

Oberboden/Mutterboden wurde als oberste Schicht im Bereich der nicht befestigten Flächen angetroffen.

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Geschiebelehm:

- Petrographie: Sand, schluffig, schwach tonig, z. T. kiesig oder steinig. Bindiger Baugrund. Sandzwischenlage: 2,90 m bis 3,40 m: Mittelsand, fein-sandig, grobsandig.

- Farbe: grau, braun. - bis Meter unter Gelände (min./max.): 6,30 m. - Mächtigkeit: 5,90 m. - Konsistenz/Lagerungsdichte: steifplastisch/mitteldicht. - Baugrundeigenschaften: gut.

Sand (nur indirekter Aufschluss mit CPT 5):

- Petrographie: Sand. - Farbe: -. - bis Meter unter Gelände (min./max.): > maximale Aufschlusstiefe von

10,0 m. - Mächtigkeit: > 20,0 m. - Lagerungsdichte: gut mitteldicht. - Baugrundeigenschaften: gut.

2. Grundwasser

Bei den Bohrarbeiten im März 2018 wurde zunächst Grundwasser als Stau- oder Schichtenwasser innerhalb einer wasserführenden Sandschicht im Geschiebe-lehm ab 3,28 m bzw. 2,74 m unter GOK festgestellt.

Das eigentliche Grundwasser steht unterhalb des Geschiebelehms mit Erreichen der glazifluviatilen Sande ab 6,70 m unter GOK an. Dieses Wasser ist einem zusammenhängenden, regionalen Grundwasserleiter zuzuordnen. Das Grund-wassers war nicht gespannt.

Die Höhenlage der Grundwasseroberfläche kann je nach Jahreszeit und voraus-gegangenen Niederschlagsmengen schwanken. Langfristige Grundwasserstands-beobachtungen liegen uns vom Untersuchungsgelände nicht vor. Aus den hydro-geologischen Kartenunterlagen des LBEG, Hannover, kann die mittlere Grund-wasseroberfläche für den Bereich des Windparks mit etwa 12,5 mNN, d. h. mit etwa 6,0 m unter GOK, abgeleitet werden.

Der im März 2018 gemessene Grundwasserstand stimmt gut mit den Angaben der hydrogeologischen Kartenunterlagen überein.

Die Gründungstiefe der geplanten WEA beträgt 0,89 m unter Gelände. Das eigentliche Grundwasser ist wegen der Tiefenlage für die Baumaßnahme nicht relevant. In den oberen bindigen Böden aus Geschiebelehm kann sich aber Stauwasser einstellen, daher ist eine auftriebssichere Fundament-variante erforderlich. Als Bemessungswasserstand ist die Geländeoberkante anzunehmen.

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3. Bodenmechanische Laboranalysen und Durchlässigkeiten der Boden-schichten

Zur Überprüfung der Bodenansprache am Bohrkern und zur Klassifizierung der anstehenden Bodenarten, wurden an insgesamt fünf repräsentativ ausgewähl-ten Bodenproben in oder unterhalb der Gründungsebene die Wassergehalte nach DIN 18121 und an drei Bodenproben die Körnungslinien nach DIN 18123 (Siebanalyse nach nassem Abtrennen der Feinanteile, Sedimentation oder kombinierte Sieb- und Schlämmanalyse) ermittelt. Der kf-Wert wurde aus den Körnungslinien nach HAZEN ermittelt oder nach der Bodenansprache abge-schätzt. Abgeschätzte Werte sind in Klammern gesetzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefasst.

Entnahme-tiefe

(m u. GOK)

Wasser-gehalt M.-%

Anteil <0,063 mm

(M.-%)Bodenart

kf-Wert geschätzt

(m/s)0,50-1,50 13,6

26,0Sand, schluffig, schwach

tonig, schwach kiesig (Geschiebelehm)

(5,0 x 10-8)1,50-2,40 11,6

2,40-3,70 12,1 2,8Mittelsand, feinsandig, grobsandig, schwach

kiesig1,5 x 10-4

3,70-5,40 12,226,5

Sand, schluffig, schwach tonig

(Geschiebelehm)(5,0 x 10-8)5,40-6,70 12,9

Tabelle 5: Ergebnisse der Wassergehaltsbestimmungen, Körnungsanalysen und kf-Werte.

Die Wassergehaltsbestimmungen bestätigen die Konsistenzansprache des Ge-schiebelehms am Bohrstock mit steifplastisch.

Nach DIN 18130 werden in Abhängigkeit vom Durchlässigkeitsbeiwert (kf-Wert)folgende Durchlässigkeitsbereiche unterschieden (Tabelle 6):

kf-Wert (m/s) Bereich

unter 10-8 sehr schwach durchlässig

10-8 bis 10-6 schwach durchlässig

über 10-6 bis 10-4 durchlässig

über 10-4 bis 10-2 stark durchlässig

über 10-2 sehr stark durchlässig

Tabelle 6: Durchlässigkeitsbereiche nach DIN 18130.

Der Geschiebelehm (schluffiger, schwach toniger Sand) steht bis ca. 6,70 m unter GOK an und ist mit kf ≈ 5,0 x 10-8 m/s schwach bis sehr schwach durchlässig und wirkt wasserstauend.

Die zwischengelagerten feinsandigen, schwach grobsandigen Mittelsande sind mit kf = 1,5 x 10-4 m/s gut durchlässig.

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4. Erdbebenzone

Der Landkreis Verden befindet sich nach DIN 4149 in keiner Erdbebenzone. Seismische Aktivitäten und daraus folgende Einwirkungen auf Bauwerke sind in diesem Bereich nicht zu erwarten und werden daher für die weiteren Ausfüh-rungen nicht berücksichtigt.

5. Bodenklassifizierung nach DIN 18300/DIN 18196

Für die Ausschreibung der Erdarbeiten können die angetroffenen Bodenarten wie folgt klassifiziert werden (Tabelle 7):

Homogenbereich O1 B1 B2

Bezeichnung Mutterboden/ Oberboden Geschiebelehm Sand

Tiefenbereich m u. GOK bis 0,50 6,70 m Zwischenlagen

Korngrößen-verteilung

≤ 0,06 mm (%) 5-10* 26 2,8>0,06-2,0 mm (%) 90-95* 68-70 88,4>2,0-63 mm (%) - 3-6 8,7

Massenanteil an Steinen/

Blöcken

>63-200 mm (%) - Möglich -

>200-630 mm (%) - möglich -

Dichte* (g/cm3) 1,6-1,7 1,9-2,2 1,8-1,9 Undrainierte Scherfestigkeit*

(kN/m2) - 25-50 -

Wassergehalt (%) 10-15* 11,6-13,6 12Lagerungsdichte (%) 15-25 30-50 30-50

Organischer Anteil (%) > 5* < 2 < 2 Bodengruppe, DIN 18196 OH SU, SU*, ST, ST* SE

Altes System DIN 18300: 2002 1 4 3*Angaben nach Bodenansprache und Erfahrungswerten geschätzt. GOK: Geländeoberkante. Bezeichnung der Homogenbereiche in Anlehnung an ZTVE-STB 17.

Tabelle 7: Bodenklassifizierung nach DIN 18300 und DIN 18196.

6. Bodenkennwerte

Die Bodenkennwerte wurden nach der Bodenansprache und den durchgeführten klassifizierenden Laborversuchen (Körnungsanalysen) zugewiesen. Danach kön-nen in Anlehnung an TÜRKE (1998), EAU (2012) und eigenen Erfahrungswerten die in Tabelle 8 aufgeführten statischen und dynamischen Bodenkennwerte bei erdstatischen Berechnungen zugrunde gelegt werden.

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Bezeichnung Boden-gruppe

Lagerungs-dichte/Konsis-

tenz

Wichte erdfeucht/ u. Auftrieb

Reibungswinkel

Kohäsion Steifemodul

statisch/ dynamisch

Poisson-zahl (-)

DIN18196

cal / cal ´kN/m3

cal

cal-c´kN/m²

Es

[MN/m²]Oberboden,Mutterboden,humose

Feinsande

OH locker/- 16/6 keine Angabe, da nicht gründungsrelevant

Geschiebe-lehm: Sand,

schluffig,

schwach tonig

SU*, ST,

ST*-/ steif 20/10 30 5

20-

30/

110-

150

0,35-0,40

Zwischenlagen: Mittelsand, feinsandig,

grobsandig

SEmitteldicht

/-19/10 35 0

40-

60/

160-

210

0,32

Untere glazifluviatile Sande: Mittelsand,

feinsandig

SE, SW dicht/- 20-21/11-12 37,5-40 0

80-

150/

240-

300

0,30

Tabelle 8: Bodenkennwerte in Anlehnung an TÜRKE (1998), EAU (2012), Grundbau Taschenbuch (5. Auflage), Ergebnissen der Drucksondierungen und eigenen Erfahrungswerten.

Die dynamischen Bodenkennwerte für die Berechnung der Drehfedersteifigkeit des Baugrundes wurden nach den Ergebnissen der statischen Baugrundunter-suchung in Anlehnung an das Grundbau Taschenbuch abgeschätzt.

IV. GRÜNDUNGEN

1. Geotechnische Kategorie

Bei der Baugrunduntersuchung wurden durchschnittliche Baugrund- und Grund-wasserverhältnisse aus typischen norddeutschen eiszeitlichen Sedimenten (San-d und Geschiebelehm) angetroffen (Geotechnische Kategorie GK 1-2 in Anleh-nung an DIN 4020). Die freie Grundwasseroberfläche liegt unterhalb der Gründungssohle.

Bei Windenergieanlagen handelt es sich um Bauwerke mit hohen und dynami-schen Lasten, hohem Sicherheitsanspruch und ungewöhnlichen Lastkombina-tionen (Geotechnische Kategorie GK 3 in Anlehnung an DIN 4020).

2. Auswertung und Bewertung

Die Gründungsebene der geplanten Windenergieanlage befindet sich gemäß den vorliegenden Unterlagen in einer Tiefe von 0,89 m unter Geländeoberkante (GOK).

Nach den vorliegenden Baugrunderkundungen stehen in dieser Tiefenlage noch bis ca. 6,70 m unter GOK bindige Böden aus Geschiebelehm an. Bei dem Ge-

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schiebelehm handelt es sich um einen bindigen Boden. Er weist durchgehend eine gute steifplastische Konsistenz auf. Aufgrund seiner Genese ist er vorbe-lastet und als Baugrund bei mindestens steifplastischer Konsistenz gut geeignet.

Darunter folgen ab 6,70 m unter GOK gut mitteldicht bis dicht gelagerte und damit gut tragfähige Sande.

Die Windenergieanlage kann grundsätzlich flach mit einer mindestens frost-freien Einbindung von 0,89 m gegründet werden.

Um eine gute und gleichmäßige Lastverteilung zu erhalten ist unterhalb des Fundamentes noch eine 0,50 m mächtige Schotterausgleichsschicht (Mineral-gemisch 0/45 oder 0/32) unter Berücksichtigung eines seitlichen Überstandes von 45°vorzusehen. Entsprechender Mehraushub ist einzukalkulieren. Das Planum aus Geschiebelehm ist wasser- und störungsempfindlich und sollte bei nasser Witterung nicht über längere Zeit offen liegen oder direkt befahren werden.

Die Verdichtungsanforderungen sind in Kapitel VI.3 aufgeführt.

Der Baugrund ist zur Aufnahme der geforderten Bodenpressung von 186,7 kN/m2 geeignet.

Der Fundamentdurchmesser beträgt 27,00 m. Rechnerisch ergeben sich fol-gende Setzungen bzw. Setzungsdifferenzen bei den Setzungsermittlungen mit den in der Fundamentstatik angegebenen charakteristischen Lasten und unter Berücksichtigung der Fundamentüberdeckung (Anlage 7.1-7.2):

BS-P s = 0,3 cm bis 2,9 cm, Δ s = 2,6 cm = 26 mm

BS-A s = 0,2 cm bis 3,2 cm, Δ s = 3,0 cm = 30 mm.

Die maximale Schiefstellung ergibt sich mit Δ s = 30 mm, dies entspricht Δ s = 1,11 mm/m. Die maximal zulässige Schiefstellung von Δ s ≤ 3 mm/m wird ein-gehalten.

Für die Grundbruchsicherheit ergibt sich überschlägig ein Ausnutzungsgrad von maximal = 0,082 << erf < 1,00. Die Grundbruchsicherheit ist gewähr-leistet.

Drehfedersteifigkeit:

Die Anforderung an die dynamische Drehfedersteifigkeit von mindestens kphi,dyn ≥ 173 800 MNm/rad und kphi,stat ≥ 34.760 MNm/rad wird erfüllt (vgl.Anlage 8).

Die Gründungsempfehlungen können wie folgt zusammengefasst werden (Ta-belle 9):

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Standort Anlagentyp Gründungstiefe

(m u. GOK) Aushubtiefe (m u. GOK)

Gründungsempfehlung

WEATüchten

GE 158, 161 mNH 0,89 1,40

FmA*, + 0,50 m

Schotterausgleichsschicht*FmA = Flachgründung mit Auftrieb, BA = Bodenaustausch.

Tabelle 9: Zusammenfassung der Gründungsempfehlungen.

V. KRANSTELLFLÄCHE UND ZUWEGUNG

Der Herstellung der Kranstellfläche kommt auch aus sicherheitstechnischen Gründen besondere Bedeutung zu. Die zum Einsatz kommenden Kräne können eine Stützlast von ≥ 200 t aufweisen, die über Lastverteilerplatten auf die Kranstellfläche übertragen werden. Es resultieren Flächenpressungen von bis zu 260 kN/m2.

Die Kranaufstellfläche befindet sich auf bisher unbefestigter Fläche. Der 0,40 m mächtige Oberboden ist unter Berücksichtigung eines seitlichen Überstandes von 45° abzuschieben.

Darunter stehen tragfähige, steifplastische Geschiebelehme an, auf dem der Aufbau der Kranstellfläche grundsätzlich erfolgen kann.

Dieser Boden ist wie bereits oben erwähnt wasser- und störungsempfindlich. Er darf nicht über längere Zeit offen liegen oder bei nasser Witterung direkt be-fahren werden.

Zum Schutz ist das Planums durch den raschen Einbau eines Geogitters mit Vlies (knotensteifes, gestrecktes Geogitter mit Vlies oder gelegtes Geogitter mit Vlies, z. B. Tensar TX170-Gs, Geogrid, BECO Begrid TGV, Naue Combigrid 40/40 Q1 GRK 4C oder vergleichbar) vor Witterungseinflüssen zu schützen.

Für eine erste Bemessung ist für die Befestigung eine mindestens 0,40 m mäch-tige Schottertragschicht (Ev2 ≥ 120 MN/m2, Ev2/Ev1 ≤ 2,30) vorzusehen.

Zusätzlich sind unter den Aufstandsflächen des Krans ausreichend dimensio-nierte Lastverteilungsmatten erforderlich. Für einen abschließenden Grün-dungsvorschlag sind nach vorliegen der Krandaten Grundbruchberechnungen erforderlich.

Falls der anstehende Boden bauzeitlich aufgeweicht sein sollte, ist ein Boden-austausch erforderlich.

Im Bereich der neu anzulegenden Zuwegung über unbefestigtes Gelände wurde eine Oberbodenmächtigkeit von 0,40 m bis 0,45 m festgestellt. Darunter stehen tragfähige Sande oder tragfähiger Geschiebelehm an.

Auch für die Befestigung der Zuwegungen wird ein Austausch der oberen, hu-mosen Böden unter Berücksichtigung eines seitlichen Überstandes von 45° er-forderlich.

Der Aufbau erfolgt analog zu der Kranstellfläche. Als unterste Lage ist ein kom-biniertes Geogitter (s.o.) zu verlegen. Je nach erforderlichem Höhenangleich

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erfolgt der Einbau in den unteren Lagen mit Sand und als obere Lage mit 0,30 m mächtiger Schottertragschicht.

Die einzelnen Einbaulagen sind bis auf mitteldichte Lagerung zu verdichten. Die Verdichtung kann durch Lastplattendruckversuche überprüft werden (Verdich-tungsanforderungen vgl. Kap. VI.3).

VI. HINWEISE ZUR BAUAUSFÜHRUNG

1. Baugrube, Böschungen

Für den Aushub der Baugrube gilt DIN 4124. In dem oberflächennah anstehen-den Geschiebelehm mit mindestens steifplastischer Konsistenz kann der Bö-schungen mit 60° geneigt hergestellt werden. In Sandböden oder in bindigen Böden mit weicher Konsistenz sind Böschungen mit maximal 45° möglich.

Die planmäßige Gründungstiefe des Fundamentes beträgt 0,89 m unter GOK. Für den Bodenaustausch bzw. das Gründungspolster muss die Baugrube bis ca. 1,40 m unter GOK hergestellt werden.

2. Wasserhaltung

Bei den Bohrarbeiten wurde Andrang von Schichtenwasser aus einer wasserge-füllten Sandzwischenlage ab 3,28 m unter GOK festgestellt. Zusätzlich kann sich Stauwasser einstellen.

Zum Ableiten von Stau- oder Schichtenwasser kann je nach bauzeitlichen Nie-derschlagsmengen eine offene Wasserhaltung mit Stichdräns und Pumpensumpf, bei stärkerem Wasserandrang auch mit Ringdränage, erforderlich werden.

Das Grundwasser muss nicht abgesenkt werden.

3. Seitliche Fundamentanfüllung, Fundamentüberdeckung, Wiederverwen-dung Bodenaushub, Verdichtung

Für den Bodenaustausch/das Lastverteilungspolster im Fundamentbereich ist ein Mineralgemisch, Schotter Körnung 0/45 oder 0/32, vorzusehen.

Um eine ausreichende Dichte zu erreichen ist der Bodenaustausch lagenweise (d = max. 0,25 m) mit einem mindestens mittelschweren Flächenrüttler und mindestens drei bis fünf Übergängen je Lage gleichmäßig verdichtet auf 100 % Proctordichte einzubauen.

Beim Bodenaushub fallen bis ca. 1,40 m unter GOK bindige Geschiebelehm an. Dieser Boden ist bei günstigen Wassergehalten (maximal erdfeucht) verdich-tungsfähig und kann zum Verfüllen des Arbeitsraumes außerhalb der Kranstell-fläche und für die Fundamentüberschüttung wieder verwendet werden. Bei und fachgerechter Verdichtung wird eine Wichte ≥ 18 kN/m3 erreicht.

59/95


Durch Abdecken mit Folie oder andere geeignete Maßnahmen ist der Geschie-belehm vor eindringendem Niederschlagswasser und Aufweichen zu schützen.

Für die Verdichtungsarbeiten gelten die Anforderungen der ZTVE-StB 2009. Die ausreichende Verdichtung der eingebrachten Anfüllungen (Arbeitsraumverfül-lungen) kann z. B. durch Rammsondierungen (z. B. DPH, gem. DIN EN ISO 22476-2) nachgewiesen werden.

Für den Bodenaustausch/Schotterausgleichsschicht im Fundamentbereich sind im Lastplattendruckversuch (DIN 18134) Ev2 ≥ 100 MN/m2 anzustreben.

Schotterausgleichsschichten im Bereich der Kranstellfläche (Mineralgemisch 0/45) sind entsprechend der Spezifikation nach GE Renewable Energy mit einer Verdichtung auf mindestens 103 % der einfachen Proctordichte herzustellen. Zum Verdichtungsnachweis sind im statischen Lastplattendruckversuch (DIN 18134) Ev2 ≥ 120 MN/m2 bei Ev2/Ev1 ≤ 2,30 zu erreichen.

Der Verdichtungserfolg ist durch den ausführenden Unternehmer im Rahmen der Erdbaukontrollprüfungen nachzuweisen und durch die Auftraggeberseite zu kontrollieren.

4. Betonaggressivität des Grundwassers

Es wurden eine Grundwasserprobe aus dem Schichtenwasser entnommen und im Labor auf ihren Betonangriffsgrad analysiert.

Das Grundwasser ist aufgrund des Gehaltes an kalklösender Kohlensäure in die Expositionsklasse XA1 (= schwach angreifend) einzustufen.

Die Analysenergebnisse liegen in Anlage 6 vor.

5. Frischbetoneigengewicht

Die im Gründungsbereich anstehenden Böden sind in der Lage das Frischbeton-eigengewicht aufzunehmen.

VII. SCHLUSSWORT

Die vorliegende Baugrund- und Gründungsbeurteilung beschreibt auf der Grundlage der uns zur Verfügung gestellten Unterlagen die in unmittelbarer Umgebung der punktuellen Bodenaufschlüsse festgestellten Baugrundverhält-nisse in geologischer, bodenmechanischer und hydrogeologischer Hinsicht und ist nur für diese gültig. Interpolationen zwischen den Aufschlusspunkten sind nicht statthaft. Die bautechnischen Aussagen beziehen sich auf den zum Zeit-punkt der Erstellung dieses Berichtes bekannten Planungsstand und auf die Er-gebnisse der Aufschlussbohrungen. Bei einer wesentlichen Planungsänderung, wie z. B. veränderte Höhenlage des Bauwerkes, oder von den vorstehenden Angaben abweichend festgestellte Baugrundverhältnisse, sollten die getrof-fenen Aussagen und Empfehlungen überprüft und ggf. an die geänderten Rand-bedingungen angepasst werden.

60/95


Sämtliche Aussagen, Bewertungen und Empfehlungen basieren auf dem im Gut-achten beschriebenem Erkundungsrahmen und erheben keinen Anspruch auf eine vollständige repräsentative Beurteilung der Fläche.

Unser Büro ist rechtzeitig für die Baugrubenabnahmen zu benachrichtigen.

Falls sich Fragen ergeben, die im vorliegenden Gutachten nicht oder abwei-chend erörtert wurden, ist der Baugrundgutachter zu einer ergänzenden Stel-lungnahme aufzufordern.

Vechta, den 04. April 2018

Dipl.-Geol. Dr. Joachim Lübbe Dipl.-Geol. Petra Müller

Der Bericht wird dem Auftraggeber auch im pdf-Format zur Verfügung gestellt.

Die EDV-Version ist nur in Verbindung mit einer original unterschriebenen Druckversion in Papierform gültig.

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ANLAGE 1

Lageplan

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ANLAGE 2.1-2.3

Bohrprofile nach DIN 4023 und Drucksondierdiagramme nach DIN 4094

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ANLAGE 3

Drucksondierprotokolle

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ANLAGE 4

Bestimmung des Wassergehaltes, DIN 18121

74/95

BESTIMMUNG DES WASSERGEHALTES

nach DIN 18121

Bauvorhaben: Kontr.-Nr.: 1123-18-1WEA Tüchten Anlage: 4

EDV-Nr.:Probe entnommen von: Markert am: 19.03.2018Analysen durchgeführt von: Müller am: 26.03.2018

Nr. Probenbezeichnung Gewicht des Behälters

Gewicht der Probe + Behälter

Wasser-gehalt

feucht trocken[g] [g] [g] [%]

1 RKS 1, 1-2: 0,50-1,50 m (Geschiebelehm) 12,39 117,86 105,22 13,6


3 RKS 1, 1-4 + 1-5: 2,40-3,70 m (Sand) 12,49 287,02 257,44 12,1



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ANLAGE 5

Körnungslinien, DIN 18123

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ANLAGE 6

Analysenergebnisse Grundwasser

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ANLAGE 7.1-7.2

Setzungsberechnungen, Grundbuch

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15.0

a=27.00

GS

= 0

.89

GW

= 0

.00

77.4

77.3

76.9

75.9

74.2

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69.5

66.7

63.9

61.1

58.4

55.9

53.6

51.5

49.5

47.7

46.0

44.4

43.0

41.7

40.4

39.3

38.2

37.2

36.3

35.4

34.6

33.8

33.0

32.3

31.6

30.9

30.3

29.7

Ber

echn

ungs

grun

dlag

en:

WE

A T

ücht

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S-P

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401

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1.4

0 G

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= 1.

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rhei

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= 30

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ndun

gsso

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= 0.

89 m

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tiefe

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20.0

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nwei

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443

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onta

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0.0

0 / 0

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N·m

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6.54

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22.

194

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amtla

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: E

xzen

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tät e

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nde

im 2

. Ker

n (=

7.9

52 m

) a

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6.54

3 m

b' =

22.

194

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Gru

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N/m

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5980

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kN

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4.9

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443

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1.10

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6.2

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27.

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22.

19

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83.0

Hx,

k=13

83.0

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0867

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1708

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0.0

0.0

166.

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4303

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0.3

cm

s =

2.9

cm

Sys

tem

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0.00

0.89

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2.40

3.70

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0.5

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17.5

26.0

34.5

43.0

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102.

5

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= 0

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³][k

N/m

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N/m

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N/m

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30.0

0.0

30.0

0.00

1.00

0se

itl. A

20.0

11.0

40.0

0.0

80.0

0.00

1.00

0B

A, S

TS20

.010

.030

.05.

020

.00.

001.

000

Gl.

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.00.

040

.00.

001.

000

San

d, m

d20

.010

.030

.05.

030

.00.

001.

000

Gl,

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.011

.037

.50.

080

.00.

001.

000

San

d, d

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en

'

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Es

[kN

/m³]

[kN

/m³]

[°]

[kN

/m²]

[MN

/m²]

[-][-]

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17.0

9.0

30.0

0.0

30.0

0.00

1.00

0se

itl. A

20.0

11.0

40.0

0.0

80.0

0.00

1.00

0B

A, S

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.010

.030

.05.

020

.00.

001.

000

Gl.

st19

.011

.035

.00.

040

.00.

001.

000

San

d, m

d20

.010

.030

.05.

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.00.

001.

000

Gl,

st19

.011

.037

.50.

080

.00.

001.

000

San

d, d

Anl

age:

7.1

Pro

jekt

-Nr.

: 112

3-18

-1

83/95

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den

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0.00

0.89

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6.70

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

a=27.00

GS

= 0

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GW

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77.3

76.9

75.9

74.3

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69.5

66.7

63.9

61.1

58.5

56.0

53.6

51.5

49.5

47.7

46.0

44.4

43.0

41.7

40.5

39.3

38.2

37.2

36.3

35.4

34.6

33.8

33.0

32.3

31.6

30.9

30.3

29.7

Ber

echn

ungs

grun

dlag

en:

WE

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gsso

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= 0.

89 m

Gru

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tiefe

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443

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y = -4

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im 2

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n (=

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) a

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5.25

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21.

691

mU

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: E

xzen

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691

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16.5

24.5

32.5

40.5

48.5

56.5

64.5

72.5

80.5

88.5

GS

= 0

.89

D =

27.

00

GW

= 0

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max

dph

i = 5

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cE

s

[k

N/m

³][k

N/m

³][°

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N/m

²][M

N/m

²][-]

[-]B

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d, m

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001.

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San

d, d

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/m³]

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Gl.

st19

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San

d, m

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Gl,

st19

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000

San

d, d

Anl

age:

7.2

Pro

jekt

-Nr.

: 112

3-18

-1

84/95


ANLAGE 8

Nachweis Drehfedersteifigkeit

85/95

Anla

ge:

8Pr

ojek

t-Nr.:

1123

-18-

1

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Stan

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