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Lexikon der Geowissenschaften: ingenieurgeologisches Gutachten

ingenieurgeologisches Gutachten, Gutachten, das den Aufgaben der Ingenieurgeologie entsprechend in der Wechselwirkung zwischen Bauwerk und Baugrund die geologischen Verhältnisse des betreffenden Bereiches darstellt. Dabei geht es speziell um die Eigenschaften der Gesteine und Gesteinsverbände sowie um die der Lockermassen und Lockermassenverbände. Der qualitativen Beschreibung muß stets eine quantitative Erfassung der geotechnisch relevanten Parameter folgen. Im Vordergrund des ingenieurgeologischen Gutachtens stehen die Parameter und ihre Abhängigkeiten, nicht die Berechnungsverfahren selbst. Da die Ingenieurgeologie integrierender Teil der Geotechnik ist, stellt auch das ingenieurgeologische Gutachten einen integrierenden Teil des gesamten geotechnischen Gutachtens für ein Bauvorhaben im oder auf dem geologischen Untergrund dar. Klassifikationen, Normen und Richtlinien bilden den Rahmen des ingenieurgeologischen Teils des geotechnischen Gutachtens. Grundkenntnisse in technischer Mechanik, in Felsmechanik und Felsbau, in Bodenmechanik und Grundbau zusammen mit der Geologie ermöglichen die Erstellung des ingenieurgeologischen Gutachtens nach den oben genannten Schwerpunkten im Konsens mit den anderen Teilen des geotechnischen Gesamtgutachtens, nämlich des felsmechanisch/felsbautechnischen bzw. bodenmechanisch/grundbautechnischen Teiles. In vielen Fällen wasserbaulicher Maßnahmen (z.B. Talsperrenbau) oder auf dem geotechnischen Gebiet des Umweltschutzes (z.B. Deponiebau oder Altlastensanierung) ist das ingenieurgeologische Gutachten unabdingbare Voraussetzung für jede weiterführende Baumaßnahme.

a) Aufbau des ingenieurgeologischen Gutachtens im Felsbau: Felsbauvorhaben sind z.B. der Tunnel-, Schacht- und Kavernenbau, der Talsperrenbau, Gründungen auf Fels, Sicherungen von Felsböschungen etc. Die Auftragserteilung mit Bezug auf evtl. Angebote oder Absprachen, auf Träger der Baumaßnahme und direkte Auftraggeber und die besondere Problematik im Rahmen des Gesamtauftrages werden zunächst angesprochen. Die Herleitung des Auftrages auf Grund von Vorschriften, behördlichen Auflagen, besonderen geologischen und bautechnischen Bedingungen muß ersichtlich werden.

Aufzulisten sind die vom Auftraggeber, dem Bauträger, von Behörden oder selbst beschaffte Unterlagen, die Basis des Gutachtens sind. Dazu zählen u.a. geologische und topographische Karten, hydrogeologische Karten, Quellkartierungen, Grundwassergleichen, Spiegelschwankungsdaten, Katasterpläne, Stadtpläne, Gefahrenzonenpläne, Baupläne, bereits erstellte geologische und Baugrundgutachten, Vorplanungsunterlagen, Bohrprotokolle, Aufschlußdaten, Grundwassermeßdaten von Beobachtungsbrunnen, Ergebnisse von Langzeitmeßreihen, Schürfe, Sondierungen, geophysikalische Messungen etc.

Dann bestimmt eine geologisch fundierte Baulokalitätsbeschreibung in Übereinstimmung mit der Statik der Baumaßnahme die noch zu gewinnenden Parameter. Zusammenhänge und Interpretationen aus dem geologischen Aufbau tragen zur Ökonomie des Bauvorhabens bei, da Parameter gezielt nachgefragt oder im günstigsten Fall Erkundungsmaßnahmen auch eingespart werden können. Zur Beschreibung zählen: Petrographie und Gefüge des Gebirges, Verwitterungsgrad bzw. -anfälligkeit der Gesteine, besondere Schwachstellen wie offene Klüfte, tonige Zwischenlagen, Gips-, Anhydrit-, Steinsalzvorkommen, Löslichkeit der Gesteine, Karsterscheinungen, Frostempfindlichkeit, expandierende Eigenschaften von Tonen, Gips/Anhydrit, Verschluckungszonen und Quellaustritte, Grad der Lithifizierung, Mikrogefüge, Textur, Struktur. Weitere zu bestimmende Parameter sind: geologische Parameter (Bestimmung des geometrischen Ortes der Lagerungs- und tektonischen Verhältnisse der betroffenen Gebirgseinheiten durch Messung von Streichen und Fallen), mineralogische und petrographische Parameter (quantitativer Mineralbestand, Korngrößen- und Kornformangaben, quantitative Angaben zur kornbindenden Matrix, Textur und Struktur des Gesteins), hydrogeologische Parameter (Grundwasser- und Bergwasser-Schwankungsbereiche, gespannte oder freie Grundwasserverhältnisse), Gesteinsdurchlässigkeit, Permeabilität, Permissivität, Porosimetrie, Bestimmung von Quellhebung und Quelldruck, Bestimmung von Bruchfestigkeit und Restscherfestigkeit.

Die Art des Bauwerks und seine Zweckbestimmung stehen in Wechselwirkung mit den Baugrundeigenschaften. Im ingenieurgeologischen Gutachten müssen daher Aussagen getroffen werden, wie das Fundament generell ausgebildet werden soll, ob sich einzelne Baukörper unterschiedlich setzen werden, auf welchen Schichten Lasten abgesetzt werden können, ob Baugrundverbesserungen (z.B. Injektionen) sinnvoll und möglich sind, wie der Baugrund gegen Wasserzutritt am besten gesichert wird. Der Maßnahmenkatalog enthält alle Vorgehensweisen zum Erhalt oder der Herstellung der Tragfähigkeit des Untergrundes.

b) Aufbau des ingenieurgeologischen Gutachten im Grundbau: Grundbaumaßnahmen sind Fundamente in Lockergesteinen, Kanal- und Siedlungswasserbau, Dammbau mit und auf Lockermassen, Hangsicherungen, Deponiebau, Altlastsicherungs- und Sanierungsmaßnahmen etc. Im Vergleich zu a) müssen bei der Baugrundbeschreibung und den Parametern die besonderen Eigenschaften von Lockergesteinen qualitativ und quantitativ berücksichtigt werden: Korngrößenverteilung, Kornform, Lagerungsdichte, Porosität, Porenfüllung, expandierende und Schrumpfeigenschaften, Kalk-, Organik- und Tonmineralgehalt, Art der Tonminerale, Wasserbindevermögen, Plastizität, Frostempfindlichkeit (Poreneis- oder Eislinsenbildung), Mikrogefüge, Textur, Scherfestigkeit, Reibungswinkel, Kohäsion. So wie im Felsbau enthält das ingenieurgeologische Gutachten bei Grundbaumaßnahmen Ergebnisse und Interpretationen von Labor- und Feldversuchen. Bohrungen, Schürfen, Sondierungen, geophysikalischen Untersuchungen, Probebelastungen, Plattendruckversuche etc. sind die anzuwendenden Baugrunderkundungsmaßnahmen. Und ähnlich wie im Felsbau muß die ingenieurgeologische Boden- und Lockermassencharakterisierung über eine bloße Beschreibung hinausgehen und mit Hilfe von Parametern die mögliche Wechselwirkung zum Bauwerk aufzeigen: mögliche Setzungen und Überschreiten der Tragfähigkeit des Baugrundes (Grundbruchlast), mögliche Bauwerksschäden durch Setzungen und Setzungsunterschiede (Grenzlast), Quell- und Schrumpfungsausmaß, Frosthebung etc. Zum Maßnahmenkatalog zählen Empfehlungen u.a. zur Grundwassererhaltung und Grundwasserabsenkung, Baugrubensicherung, Einbindetiefe des Fundaments, Art der Hangsicherung und Bodenverbesserungsmaßnahmen.

Jedes ingenieurgeologische Gutachten schließt mit dem Zitieren von Normen, Vorschriften, Regelwerken und der im Gutachten erwähnten speziellen Fachliteratur. Analog zur wissenschaftlichen Literatur ist im Text des Gutachtens jeweils auf Literaturstellen, Normen etc. Bezug zu nehmen. [KC]

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