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2. Baugrunderkundung im Feld

{Baugrunderkundung}

2.1 Baugrunderkundung nach DIN EN 1997-2 und DIN 4020

2.1.1 Ziele von Baugrund- und Grundwassererkundungen (DIN EN 1997-2)

{Grundwassererkundungen}

Baugrunduntersuchungen

Nach DIN EN 1997-2 müssen Baugrunduntersuchungen eine Beschreibung der Untergrundverhältnisse beinhalten, die für die vorgesehene Baumaßnahme maßgebend sind, sowie eine Grundlage für die Festlegung der geotechnischen Kennwerte eröffnen, die für alle Bauzustände maßgebend sind. Die erhaltenen Informationen sollten – falls möglich – die Bewertung folgender Aspekte zulassen:

•	die Eignung des Planungsbereichs unter Berücksichtigung des Bauvorhabens und des erforderlichen Sicherheitsniveaus
•	die Verformung des Baugrunds durch das Bauwerk oder durch Bauarbeiten, ihre räumliche Ausbreitung und ihr zeitlicher Verlauf
•	die Sicherheit bezüglich der Grenzzustände (z. B. Bodensenkung, Bodenhebung, Auftrieb, Boden- und Felsrutschungen, Knicken von Pfählen usw.)
•	Einwirkungen des Baugrunds auf das Bauwerk (z. B. Seitendruck auf Pfähle) und ihre Größe in Abhängigkeit von der Konstruktion und der Herstellung
•	Gründungsarten (z. B. Bodenverbesserung, Möglichkeit des Aushubs, der Rammbarkeit von Pfählen, der Entwässerung)
•	Reihenfolge der Gründungsarbeiten
•	die Auswirkungen des Bauwerks und seines Gebrauchs auf die Umgebung
•	alle zusätzlich erforderlichen Baumaßnahmen (z. B. Baugrubenverbau, Verankerung, Ummantelung von Bohrpfählen, Ausräumen von Hindernissen)
•	Auswirkungen der Bauarbeiten auf die Umgebung
•	die Art und Ausdehnung von Bodenverunreinigungen im Planungsbereich und seiner Nachbarschaft
•	die Wirksamkeit von Maßnahmen, um die Verunreinigung einzuschließen oder unschädlich zu machen

Grundwasseruntersuchungen (DIN EN 1997-2)

Grundwasseruntersuchungen {Grundwasseruntersuchung} müssen alle wichtigen Informationen liefern, die für die geotechnische Bemessung und das Bauen benötigt werden. Grundwasseruntersuchungen sollten, falls erforderlich, folgende Informationen liefern:

•	die Tiefe, die Mächtigkeit, die Ausdehnung und die Durchlässigkeit der wasserführenden Schichten im Baugrund und der Kluftsysteme in Fels
•	die Höhenlage des freien Grundwasserspiegels oder die Druckhöhe wasserführender Schichten (gespannte, ggf. auch artesische Grundwasserverhältnisse), die zeitliche Entwicklung, und die aktuellen Grundwasserstände mit den möglichen Extremwerten und ihren jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeiten
•	die Verteilung des Porenwasserdrucks
•	die chemische Zusammensetzung und Temperatur des Grundwassers

Die Untersuchungsergebnisse sollten ausreichen, um – falls erforderlich – folgende Gesichtspunkte zu bewerten:

•	Möglichkeit zur Grundwasserabsenkung
•	mögliche schädliche Auswirkungen des Grundwassers auf Abgrabungen oder Böschungen (z. B. Gefahr von hydraulischem Grundbruch, übermäßigem Strömungsdruck oder Erosion)
•	jede Art von Maßnahmen, die zum Schutz des Bauwerks erforderlich sind (z. B. Grundwasserabdichtung, Entwässerung und Maßnahmen gegen aggressives Wasser)
•	Auswirkungen von Grundwasserabsenkung, Trockenlegung, Wasseraufstau usw. auf die Umgebung
•	das Aufnahmevermögen des Untergrunds von während der Bauarbeiten zugeführtem Wasser
•	kann das örtliche Grundwasser in seiner chemischen Zusammensetzung für bautechnische Zwecke verwendet werden

2.1.2 Geotechnische Kategorien

{Geotechnische Kategorie}

Zur Bewertung des Schwierigkeitsgrads von Bauwerken und den Untergrundverhältnissen sind Baumaßnahmen in drei sogenannte geotechnische Kategorien {Kategorien, geotechnische} einzuordnen. Für die Zuordnung einer Baumaßnahme zu einer Kategorie werden in DIN 1054 unterschiedliche Bewertungskriterien definiert, die sowohl das Bauwerk (Bauwerkslasten, Setzungsempfindlichkeit) als auch die Baugrund- und Grundwasserverhältnisse umfassen.

•	GK1 (Geotechnische Kategorie 1): Unter dieser Kategorie fallen einfache Bauwerke mit geringen Bauwerkslasten und gesicherten Baugrund- und Grundwasserverhältnissen. Das Tragwerk kann als weitgehend setzungsunempfindlich betrachtet werden. Die Baugrundverhältnisse sind als einfach einzustufen, und nach örtlicher Erfahrung als tragfähig und setzungsarm bekannt. Das Grundwasser steht unterhalb der Baugruben- bzw. Gründungssohle an.
•	GK2 (Geotechnische Kategorie 2): Hierunter fallen z. B. übliche Hoch- und Ingenieurbauten mit mittlerem Schwierigkeitsgrad. Bauwerke dieser Kategorie erfordern eine ingenieurmäßige Bearbeitung und einen rechnerischen Nachweis der Standsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit. Unterschiedliche Verformungen können vom Tragwerk aufgenommen werden. Die Baugrundverhältnisse weisen einen mittleren Schwierigkeitsgrad auf. Der Einfluss von Grundwasser wird als beherrschbar angesehen.
•	GK3 (Geotechnische Kategorie 3): Hierzu zählen schwierige Baumaßnahme, z. B. Bauwerke mit hohem Sicherheitsanspruch, setzungsempfindliche Tragwerke oder Bauwerke, die durch Wasser mit einer Druckhöhe von mehr als 5 m belastet werden. Die Baugrundverhältnisse sind besonders schwierig und die Einflüsse von Grundwasser sind als problematisch einzustufen und erfordern umfangreiche Kenntnisse und Erfahrungen. Auch Bauwerke oder Baumaßnahmen, bei denen die Beobachtungsmethode zum Nachweis der Standsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit angewendet wird, sind der geotechnischen Kategorie GK3 zuzuordnen.

In der nachfolgenden Tabelle sind Hinweise zur Einstufung in die Kategorien GK1 bis GK3 genannt. Weitere Kriterien und Beispiele zur Einstufung in die geotechnischen Kategorien können der DIN 1054 entnommen werden:

	Baugrund	Bauwerk
GK1	Baugrund in waagerechtem oder schwach geneigtem Gelände, der nach gesicherter örtlicher Erfahrung als tragfähig und setzungsarm bekannt ist	setzungsunempfindliche, flach gegründete Bauwerke mit Stützenlasten bis 250 kN und Streifenlasten bis 100 kN/m, wie Einfamilienhäuser, eingeschossige Hallen, Garagen;
	kein Nachweis der Standsicherheit NA im Hinblick auf Erdbebenbelastung nach DIN EN 1998-5/NA erforderlich;
	Nachbargebäude, Verkehrswege, Leitungen usw. werden durch das Bauwerk selbst oder durch die für seine Errichtung notwendigen Bauarbeiten nicht in ihrer Standsicherheit gefährdet oder in ihrer Gebrauchstauglichkeit beeinträchtigt.
GK2	Durchschnittliche Baugrundverhältnisse, die nicht in GK 1 oder GK 3 fallen	übliche Hoch- und Ingenieurbauten auf Einzelfundamenten, Streifenfundamenten, Gründungsplatten oder auf Pfahlgründungen;
	Leitungsgräben bis 5 m Tiefe;
	Bauwerke der Bedeutungskategorien I und II nach DIN EN 1998-5/NA, bei denen im Hinblick auf Erdbebenbelastung ein Nachweis der Standsicherheit erforderlich ist;
	Bauvorhaben, bei denen durch konstruktive Maßnahmen, z. B. dichte und steife Baugrubenumschließung, ein schädlicher Einfluss der Baumaßnahme auf Nachbarschaft und Umgebung nicht zu erwarten ist.
GK3	Ungewöhnliche oder besonders schwierige Baugrundverhältnisse wie:•geologisch junge Ablagerungen mit regelloser Schichtung bzw. geologisch wechselhaften Formationen;•Böden, die zum Kriechen, Fließen, Quellen oder Schrumpfen neigen;•bindige Böden, bei denen die Restscherfestigkeit maßgebend sein kann;•bindige Böden ohne ausreichende Duktilität, z. B. strukturempfindliche Seetone;•weiche organische und organogene Böden größerer Mächtigkeit;•Fels, der zur Auflösung oder zu starkem Zerfall neigt, z. B. Salz, Gips und verschiedene veränderlich feste Gesteine;•Fels, der in Bezug auf das Bauvorhaben ungünstig verlaufende Störungszonen oder Trennflächen enthält;	Bauwerke mit hohem Sicherheitsanspruch oder hoher Verformungsempfindlichkeit;Bauwerke mit ungewöhnlichen Lastkombinationen, die für die Gründung maßgebend werden;Bauwerke, die durch Wasser mit einer Druckhöhe von mehr als 5 m belastet sind;Einrichtungen und Baumaßnahmen, die den Grundwasserspiegel vorübergehend oder bleibend verändern, sofern damit ein Risiko für benachbarte Bauten entsteht;Bauwerke der Bedeutungskategorien III und IV nach DIN EN 1998-5/NA, bei denen im Hinblick auf Erdbebenbelastung ein Nachweis der Standsicherheit erforderlich ist;Bauwerke oder Baumaßnahmen, bei denen die Beobachtungsmethode zum Nachweis der Standsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit angewendet wird.Senkkastengründungen mit Druckluft;Unterirdisch aufgefahrene Hohlraumbauten {Hohlraumbauten}, Tunnel, Stollen und Schächte in Lockergestein oder in geklüftetem Fels;Kerntechnische Anlagen;
•Bergsenkungsgebiete oder Gebiete mit Erdfällen oder Baugrund mit ungesicherten Hohlräumen;•unkontrolliert geschüttete Auffüllungen.	Offshore-Bauten;Chemiewerke und Anlagen, in denen gefährliche chemische Stoffe erzeugt, gelagert oder umgeschlagen werden;Deponien aller Art, ausgenommen nicht kontaminierte Böden und Felsaushübe;Horizontalbohrungen mit hohen Spülungsdrücken z. B. im HDD-Verfahren (Horizontal Directional Drilling), Microtunneling;Verfahren des Spezialtiefbaus, wie Schlitzwände, Einpressarbeiten und Düsenstrahlarbeiten.

Tab. 1: Merkmale und Beispiele zur Einstufung in die geotechnischen Kategorien GK1 bis GK3 (Quelle: DIN 1054)

Die Einstufung in eine der drei Geotechnischen Kategorien (GK 1 bis GK 3) muss vor Beginn der geotechnischen Untersuchungen erfolgen, ggf. ist diese mit fortschreitendem Kenntnisstand anzupassen.

Die Einstufung hat Auswirkungen auf den Untersuchungsaufwand und ist auch hinsichtlich der Einschaltung eines Sachverständigen für Geotechnik von Bedeutung. So sind z. B. nach DIN 18300 bei Baumaßnahmen der Geotechnischen Kategorie GK 1 die folgenden Angaben zur Beschreibung von Homogenbereichen {Homogenbereiche} (bisher Bodenklassen {Bodenklassen}) ausreichend:

•	Bodengruppen nach DIN 18196
•	Massenanteil Steine, Blöcke und große Blöcke nach DIN EN ISO 14688-1
•	Konsistenz und Plastizität nach DIN EN ISO 14688-1, Lagerungsdichte

Für die Kategorien GK 2 und GK 3 ist hingegeben eine vollständige Beschreibung der Homogenbereiche notwendig.

Ferner ist bei den Geotechnischen Kategorien GK 2 oder GK 3 bereits bei den Leistungsphasen 1 und 2 (Grundlagenermittlung und Vorplanung) der HOAI zwingend ein Sachverständiger für Geotechnik einzuschalten, der die Planung von Bauwerken und Bauteilen im Erd- und Grundbau unterstützt und deren Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit nachweist.

2.1.3 Planung eines Erkundungsprogramms

{Erkundungsprogramm}

Voruntersuchungen {Voruntersuchungen}

Vor der Planung eines Untersuchungsprogramms sollten die verfügbaren Informationen und Unterlagen bezüglich der örtlichen Baugrund- und Grundwasserverhältnisse sowie weiterer standortspezifischer Einflüsse in einer Vorstudie bewertet werden.

Beispiele für Informationen und Unterlagen, die benutzt werden können, sind nach DIN EN 1997-2:

•	topographische Karten
•	kommunale Karten, die die frühere Nutzung des Geländes beschreiben
•	geologische / ingenieurgeologische Karten und Beschreibungen
•	hydrogeologische Karten und Beschreibungen
•	Luftbilder und frühere Bildauswertungen
•	geophysikalische Untersuchungen aus der Luft
•	frühere Untersuchungen im Planungsbereich und in seiner Umgebung
•	frühere Erfahrungen aus der Gegend
•	örtliche Klimabedingungen
•	Bewertung bestehender Bauwerke, wie Hochbauten, Brücken, Tunnel, Dämme und Böschungen
•	Entwicklungsgeschichte des Planungsbereichs und seiner Umgebung

Bei größeren Baumaßnahmen werden häufig mehrere Erkundungskampagnen durchgeführt, oft sind auch während der Bauphase Erkundungen bzw. Untersuchungen notwendig. DIN EN 1997-2 unterscheidet hier nach Vor- und Hauptuntersuchungen {Hauptuntersuchungen} sowie baubegleitenden Untersuchungen {Untersuchungen, baubegleitende}.

Erkundungsumfang {Erkundungsumfang}/Abstand von Aufschlüssen {Aufschlüsse, Abstand}

Die aus der Voruntersuchung gewonnenen Erkenntnisse sind durch weitere Baugrunderkundungen zu ergänzen. Hierzu werden Baugrundaufschlüsse (i. d. R. Schürfe und/oder Bohrungen) erstellt. Für den Abstand bzw. das Raster von Aufschlüssen untereinander werden in der DIN EN 1997-2 Richtwerte angegeben:

Maßnahme	Abstand der Aufschlüsse
Hochbauten, Industriebauten	Rasterabstand 15–40 m
großflächige Bauwerke	Rasterabstand von nicht mehr als 60 m
Linienbauwerke {Linienbauwerke} (z. B. Straßen, Eisenbahnen, Kanäle, Rohrleitungen {Rohrleitungen}, Deiche, Tunnel, Rückhaltedämme)	Abstand zwischen 20 und 200 m
Sonderbauwerke (z. B. Brücken, Schornsteine, Maschinenfundamente)	2–6 Aufschlüsse je Fundament
Staudämme und Wehre	Abstände zwischen 25 und 75 m in maßgebenden Schnitten

Tab. 2: Empfehlungen für die Abstände von Aufschlusspunkten (Quelle: DIN EN 1997-2)

Die in der Tabelle angegebenen Abstände sind entsprechend den örtlichen Gegebenheiten festzulegen. Bei schwierigen Baugrundverhältnissen mit stark wechselndem Schichtaufbau sind die Abstände beispielsweise deutlich zu verkleinern.

Erkundungsumfang / Tiefe von Aufschlüssen {Aufschlüsse, Tiefe}

Die Tiefe von Aufschlüssen richtet sich nach dem Bauwerk und den geotechnischen Randbedingungen. Grundsätzlich sollten die Aufschlüsse alle Schichten erfassen, die im Einflussbereich des Bauwerks liegen. Dies umfasst den Baugrund im Bereich der Gründung bzw. innerhalb des Lastabtragungsbereichs unterhalb der Gründungssohle. Bei Hanganschnitten und Stützbauwerken sind auch die Bereiche möglicher Gleitflächen zu erfassen. Bei Bauwerken, die ins Grundwasser einbinden oder auch bei Dämmen und Wehren sind die hydrogeologischen Verhältnisse zu beachten. Hierzu sind i. d. R. die entsprechenden Kennwerte bis in eine Tiefe zu ermitteln, in der es durch das Bauwerk oder eine GW-Haltung zu einer Änderung der Strömungsverhältnisse kommt.

In DIN EN 1997-2 sind für Hochbauten, Ingenieurbauwerke, Erdbauwerke, Linienbauwerke {Linienbauwerke}, Hohlraumbauten {Hohlraumbauten}, Baugruben, Dichtungswände und Pfähle entsprechende Aufschlusstiefen {Aufschlusstiefe} {Aufschlüsse, Tiefe} za genannt, bei denen die o. g. Vorgaben i. d. R. erfüllt sind (Tab. 3). Bei den dargestellten Skizzen (Bild 1) ist zu beachten, dass sich die Aufschlusstiefe za dabei jeweils auf die Unterkante des Bauwerks bzw. des Bauteils bezieht. Die tatsächliche Aufschlusstiefe der i. d. R. von der Geländeoberfläche ausgeführten Aufschlussbohrungen oder Sondierungen ist daher meist größer als der angegeben Wert za.

Bei zwei Angaben für za ist der jeweils größere Wert maßgebend.

Bauwerk	Aufschlusstiefe za 1) 2)
Hoch und Ingenieurbauten
Fundamente	za ≥ 3,0 ∙ bf,za ≥ 6 m	mit bf = kleinste Fundamentbreite
Plattengründung	za ≥ 1,5 ∙ bB	mit bB = kleinste Bauwerksseitenlänge
Damm	0,8 ∙ h < za < 1,2 ∙ hza ≥ 6 m	mit h = Dammhöhe
Einschnitt	za ≥ 0,4 hza ≥ 2 m	mit h = Einschnitttiefe
Linienbauwerke
Straßen und Flugplätze	za ≥ 2 m	unter die vorgesehene Aushubsohle
Gräben {Gräben} und Rohrleitungen {Rohrleitungen}	za ≥ 2 mza ≥ 1,5 ∙ bAh	unter die vorgesehene Aushubsohlemit bAh = Breite des Aushubs
Baugruben
GW-Spiegel/-druckfläche unterhalb Baugrubensohle	za ≥ 0,4 ∙ hza ≥ (t + 2,0) m	mit h = Baugrubentiefemit t = Einbindetiefe
GW-Spiegel/-druckfläche oberhalb Baugrubensohle	za ≥ (1,0 ∙ H + 2,0) m	mit H = Höhe der GW-Oberfläche über der Baugrubensohle
za ≥ (t + 2,0) m	mit t = Einbindetiefe bzw.
za ≥ (t + 5,0) m	wenn kein GW-Hemmer bis zu dieser Tiefe erreicht wird
Pfähle {Pfähle}	za ≥ 1,0 ∙ bg	mit bg = kleinste Länge eines Rechtecks, das eine Pfahlgruppe in Fußebene umschließt
za ≥ 5,0 m
za ≥ 3,0 ∙ DF	mit DF = Pfahlfußdurchmesser
1)Die tatsächliche Aufschlusstiefe ist meist größer als der angegebene Wert za, da meist noch die Tiefe zwischen Geländeoberfläche und Gründungsebene hinzu gerechnet werden muss.2)Bei zwei oder mehr Angaben für za ist der jeweils größere Wert maßgebend.

Tab. 3: Richtwerte für die erforderliche Aufschlusstiefe (Quelle: DIN EN 1997-2)

Bild 1: Richtwerte für die erforderliche Aufschlusstiefe (Quelle: DIN EN 1997-2)

Da zum Zeitpunkt der Baugrunderkundung {Baugrunderkundung} z. T. noch keine ausreichenden Informationen vorliegen, um die erforderliche Aufschlusstiefe festlegen zu können (z. B. Pfahlgründungen: erst auf der Grundlage der Baugrunderkundung kann die Pfahlabsetztiefe festgelegt werden), sollten die Bohrtiefen auf der Grundlage von Erfahrungswerten und Beachtung der vorgenannten Anforderungen zunächst großzügig gewählt werden. In der weiteren Planung ist dann mit zunehmendem Detailierungsgrad des Bauwerks zu überprüfen, ob die gewählten Aufschlusstiefen den Forderungen der DIN EN 1997-2 und DIN 4020 genügen oder ob ggf. eine Nacherkundung mit größerer Erkundungstiefe erforderlich wird.

Sparten {Sparten} und Kampfmittel {Kampfmittel}

Bei der Planung von Erkundungsmaßnahmen sind stets auch die bestehenden Sparten zu berücksichtigen. Im Zuge der Planung sind dazu u. a. aktuelle Pläne von Ver- und Entsorgungsleitungen bei den zuständigen Betreibern oder den jeweiligen Grundstückseigentümern einzuholen. Bestehen Unklarheiten bezüglich der Lage von Leitungen {Leitungen}, sind ggf. Suchschlitze auszuführen.

Besteht ein Verdacht auf Kampfmittel, muss eine technische Erkundung hinsichtlich möglicher Kampfmittel erfolgen, um die Kampfmittelfreiheit zu gewährleisten. Für die Kampfmittelfreiheit ist der Bauherr verantwortlich (weitere Details hierzu finden sich in Kapitel 23).

2.1.4 Baugrundrisiko

Nach DIN EN 1997 ist das Baugrundrisiko {Baugrundrisiko} „ein in der Natur der Sache liegendes, unvermeidbares Restrisiko, das bei Inanspruchnahme des Baugrunds zu unvorhersehbaren Wirkungen bzw. Erschwernissen, z. B. Bauschäden oder Bauverzögerungen, führen kann, obwohl derjenige, der den Baugrund zur Verfügung stellt, seiner Verpflichtung zur Untersuchung und Beschreibung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse nach den Regeln der Technik zuvor vollständig nachgekommen ist und obwohl der Bauausführende seiner eigenen Prüfungs- und Hinweispflicht genüge getan hat.“

Von einem Baugrundrisiko kann demnach nur gesprochen werden, wenn der Auftraggeber (AG) eine ausreichende Baugrunderkundung entsprechend DIN EN 1997 durchgeführt hat. Auch der Auftragnehmer (AN) wird mit dieser Definition der DIN EN 1997 in die Pflicht genommen, dieser muss seine Erkenntnisse oder auch Erfahrungen zum Baugrund dem AG mitteilen. Dies beinhaltet u. U. auch den Hinweis an den AG, dass die Baugrunderkundung {Baugrunderkundung} bzw. das Baugrundgutachten unvollständig sind.

Das Baugrundrisiko kann auch durch eine sehr umfassende Erkundung nicht vollständig vermieden, sondern nur auf ein akzeptables Maß verringert werden. Das Baugrundrisiko gilt als akzeptabel, wenn die Anforderungen an Baugrunduntersuchungen {Baugrunduntersuchung} bzw. Baugrundgutachten entsprechend Eurocode 7 erfüllt werden.

2.2 Erkundungsverfahren und Feldversuche

{Erkundungsverfahren}

{Feldversuch}

Man unterscheidet zwischen direkten Baugrundaufschlüssen {Baugrundaufschlüsse, direkt}:

•	Bohrungen {Bohrungen}, ggf. mit Grundwassermessungen
•	Schürfe
•	Schächte und/oder Erkundungsstollen {Erkundungsstollen}

und indirekten Baugrundaufschlüssen {Baugrundaufschlüsse, indirekt}:

•	Drucksondierung {Drucksondierung}/Rammsondierung {Rammsondierung}
•	Standard-Penetration-Test
•	Pressiometer- und Dilatometerversuche
•	Flügelscherversuche
•	Durchlässigkeitsversuche (WD Test, Pumpversuche)
•	geophysikalische Untersuchungen (z. B. seismische Sondierung, Bodenradar, elektrische Widerstandsmessung, Bohrlochmessungen etc.)
•	Plattendruckversuch/Belastungsversuch für Flachgründungen
•	Großversuche an Probebauteilen

Meist wird eine Kombination mehrerer Methoden gewählt. Alle Baugrundaufschlüsse müssen exakt eingemessen werden (Lage und Ansatzhöhe) und eindeutige Bezeichnungen aufweisen. Baugrundaufschlüsse, die ins Grundwasser einbinden, sind je nach Schutzzone bzw. den örtlichen Randbedingungen bei den zuständigen Wasser- bzw. Umweltschutzbehörden anzuzeigen bzw. genehmigen zu lassen.

2.2.1 Direkte Baugrundaufschlüsse

{Baugrundaufschlüsse, direkt}

Bohrungen

Mithilfe von Erkundungsbohrungen kann der Baugrund bis in große Tiefen erkundet werden. Zur Verfügung stehen Bohrverfahren {Bohrverfahren} mit und ohne Kerngewinnung. In der Regel werden Kernbohrungen {Kernbohrung} mit durchgehender Kerngewinnung angestrebt, um den gesamten durchörterten Baugrund ingenieurgeologisch und bodenmechanisch aufnehmen und ansprechen zu können. Die Ansprache erfolgt meist durch manuelle Verfahren bzw. Handversuche (Hinweise dazu siehe Kapitel 4.1). {Handversuch}

Ferner ist bei Kernbohrungen die Entnahme von ausreichend ungestörten Proben/Sonderproben anzustreben. Diese werden zur Durchführung von Laborversuchen, z. B. zur Bestimmung der Scherfestigkeit und Steifigkeit, sowie zur Klassifizierung benötigt.

Das Bohrverfahren ist entsprechend den Baugrundverhältnissen und der gewünschten Güte der Proben zu wählen. Weitere Informationen finden sich dazu in DIN EN ISO 22475-1.

Kernbohrungen mit durchgehender Kerngewinnung werden meist im Rammkernbohrverfahren mit verschiedenen Entnahmewerkzeugen (Schappe, Einfachkernrohr, Kernfänger) oder im Rotationskernbohrverfahren (Luft-, Wasser-, ohne Spülung; Doppel- oder Dreifachkernrohre; Schlauchkernverfahren, Seilkernrohr) ausgeführt. In Lockergesteinen wird i. d. R. eine Verrohrung verwendet.

Tabelle 6 enthält eine Zusammenstellung von Bohrverfahren und deren Eignung für verschiedene Untergrundverhältnisse.

Zur Feststellung der Schichtengrenzen oder bei geringeren Anforderungen an die Probengüte und bei standfestem Boden können Kleinbohrverfahren zweckmäßig sein. Aufgrund der leichten Bohrgeräte fallen hierfür nur vergleichsweise geringe Kosten an. Die geringen Probenmengen erlauben allerdings nur Laboruntersuchungen in sehr begrenztem Umfang.

Hinweis

Direkte Baugrundaufschlüsse, die ins Grundwasser einbinden, sind anzeige- bzw. genehmigungspflichtig. Unter Umständen sind auch Auflagen zu beachten, z. B. dass die Aufschlüsse wieder so verschlossen werden, dass keine Beeinträchtigungen des Grundwassers gegeben sind oder dass keine künstliche Verbindung zwischen verschiedenen Grundwasserstockwerken erfolgt.

Jede Bohrung wird vom Bohrmeister der Bohrfirma in einem Schichtenverzeichnis dokumentiert. Das Schichtenverzeichnis enthält neben der Beschreibung der angetroffenen Schichten auch Angaben zum Bohrfortschritt, zum Grundwasser und zur Höhenlage entnommener Bodenproben. Bei Fels ist ggf. ist auch der Einsatz einer Verrohrung und von Spülwasser zu dokumentieren. Das Schichtenverzeichnis wird ggf. vom Baugrundsachverständigen geprüft und ergänzt und dient als Grundlage zur Erstellung eines sogenannten Bohrprofils, welches die Ergebnisse unter Verwendung genormter Symbole (siehe DIN 4023) und Signaturen darstellt. Hinweise hierzu sind im Kapitel 4.2 enthalten.

Schürfe, Erkundungsstollen {Erkundungsstollen} und -schächte

Neben Bohrungen können oberhalb des Grundwasserspiegels bei geringen Erkundungstiefen auch Schürfe ausgeführt werden. Diese sind meist preiswert zu realisieren und bieten den Vorteil, dass Schichtverläufe besser erkennbar als in einer Bohrung sind. Auch können qualitativ höherwertige Proben von „Hand“ gewonnen und relativ einfach eine größere Anzahl an Proben gezogen werden.

Schürfe können beispielsweise ausgeführt werden

•	zur Untersuchung der Beschaffenheit von Deckschichten,
•	im Hanganschnitt,
•	zur Erkundung bestehender Fundamente/Gründungstiefen oder
•	zur Erkundung des Unter-/Oberbaus bestehender Straßen.

Ein Schurf kann im standfesten Boden mithilfe eines Baggers erstellt werden, üblicherweise kann eine Tiefe bis ca. 4-5 m erreicht werden, mit Greifarmverlängerung sind auch größere Tiefen realisierbar. Neben der Standsicherheit sind bei der Ausführung von Schürfen folgende Aspekte zu beachten:

•	Schürfe sollten nicht im Grundwasser ausgeführt werden
•	Vorgaben der DIN 4124 hinsichtlich zulässiger Böschungsneigungen bzw. Erfordernis eines Baugrubenverbaus sind zu beachten
•	Aushub nicht zu dicht am Schurf zwischenlagern (siehe DIN 4124)
•	Bagger vom Rand zurücksetzen, wenn Schurf besichtigt wird

Die Standsicherheit ist unbedingt zu beachten, besondere Vorsicht ist bei unregelmäßigen Querschnitten, inhomogenem Aushub, Sickerwasser und geringem Feinkorngehalt geboten. Hinweise dazu sind in Kapitel 9 enthalten. Im Zweifel sollte der Schurf nicht begangen und erst durch einen Verbau gesichert werden.

Bei großen Bauvorhaben (Tunnelbauwerke, Talsperren) können zur Erkundung auch Erkundungsstollen und -schächte ausgeführt werden. Hiermit lassen sich deutlich größere Erkenntnisse hinsichtlich der zu erwartenden Baugrundverhältnisse (Schichtaufbau, Klüfte, Schichtflächen, Störungen, Wasserführung, Lösbarkeit etc.) gewinnen. Ferner ist auch eine genauere Abschätzung des Gebirgsverhaltens (z. B. Druckhaftigkeit, Verformungseigenschaften, Standsicherheit) möglich.

Für detailliertere Angaben zur Ausführung von Bohrungen und Schürfen sei auf das Merkblatt zur Qualitätssicherung bei der geotechnischen Erkundung (M QGeoE) der FGSV hingewiesen.

2.2.2 Indirekte Baugrundaufschlüsse und Feldversuche

{Baugrundaufschlüsse, indirekt}

Aufgrund der vergleichsweise hohen Kosten bei den direkten Baugrundaufschlüssen werden vielfach auch indirekte Baugrundaufschlüsse bzw. Sondierungen {Sondierung} durchgeführt. Da auf Bohrungen oder Schürfe meist nicht verzichtet werden darf, werden indirekte Aufschlüsse in erster Linie zur Ergänzung direkter Aufschlüsse verwendet. Hiermit lassen sich beispielsweise Schichtgrenzen verfolgen bzw. flächenhaft überprüfen, Lagerungsdichten bzw. Konsistenzen des Bodens abschätzen oder auch Hohlräume {Hohlräume} im Untergrund erkunden.

Ferner können mittels Feldversuchen und Feldmessungen auch Erkenntnisse über die mechanischen Eigenschaften des Gebirges, über den Primärspannungszustand und über die Wasserdurchlässigkeit gewonnen werden.

Aus den indirekten Baugrundaufschlüssen werden nachfolgend die Gebräuchlichsten kurz vorgestellt:

Rammsondierung {Rammsondierung}

Bei einer Rammsondierung wird eine Sonde mit einer festgelegten Energie in den Boden eingerammt. Hierbei wird als Messgröße die Schlagzahl, die für eine festgelegte Eindringtiefe (z. B. 10 cm) notwendig ist, erfasst. Mit einer Rammsondierung können so über den untersuchten Bereich u. a. die Lagerungsdichte {Lagerungsdichte} und die Konsistenz des Bodens abgeschätzt werden.

Drucksondierung {Drucksondierung}

Bei einer Drucksondierung wird über ein Gestänge ein Messkopf mit kegelförmiger Spitze mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Boden gedrückt. Hierbei können der Spitzendruck, die Mantelreibung und ggf. auch der Porenwasserdruck gemessen werden. Aus diesen Messgrößen ist ebenfalls eine Abschätzung der Lagerungsdichte bzw. der Konsistenz des Bodens möglich, wobei die Aussagequalität im Vergleich zur vorgenannten Rammsondierung besser ist. Da es sich bei den Drucksondierungen um ein statisches Verfahren handelt, ist ein entsprechendes Widerlager erforderlich, wodurch der Einsatzbereich von Drucksondierungen begrenzt wird (z. B. keine Ausführung in Böschungsbereichen).

Flügelscherversuch {Flügelscherversuch}

Beim Flügelscherversuch wird eine Sonde in den Boden gedrückt und mit einer gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit (30°/min) gedreht, bis es zum Bruch des Bodens kommt. Beim Einsatz ist eine ausreichende Überdeckung der Sonde (≥ 30 cm) sicherzustellen. Gemessen wird das maximale aufgebrachte Drehmoment. Aus diesem kann die undränierte Scherfestigkeit {Scherfestigkeit} des Bodens abgeleitet werden.

Bohrlochaufweitungsversuch {Bohrlochaufweitungsversuch}/Dilatometerversuch {Dilatometerversuch}

Mit einem Bohrlochaufweitungsversuch bzw. einer Dilatometermessung kann das Spannungs-Dehnungs-Verhalten des anstehenden Untergrunds bestimmt werden.

Hierzu wird in das Bohrloch eine zylindrische, radial dehnbare Sonde eingeführt. Mit der Sonde wird ein Druck auf die Bohrlochwand aufgebracht und die hierdurch entstehenden Verformungen werden mit Wegaufnehmern gemessen oder über das in die Sonde eingepresste Flüssigkeitsvolumen ermittelt. Aus dem Verhältnis des aufgebrachten Drucks und den gemessenen Verformungen bzw. dem eingepressten Flüssigkeitsvolumen kann der Elastizitätsmodul des Gebirgs berechnet werden. Der Versuch kann an beliebigen Stellen innerhalb eines Bohrlochs ausgeführt werden.

Im Gegensatz zu Laborversuchen (z. B. einaxiale Druckversuche) lassen sich bei in situ Verfahren die Eigenschaften des Baugrunds in nahezu ungestörtem Zustand und in einem größeren Bereich erfassen.

Plattendruckversuch {Plattendruckversuch}

Mit einem Plattendruckversuch kann die Tragfähigkeit eines Bodens {Tragfähigkeit Boden} bestimmt werden. Beim statischen Plattendruckversuch wird hierzu eine kreisförmige genormte Platte auf den Untergrund gedrückt. Als Gegengewicht dienen meist Bagger, LKW o. ä. Der Druck (bzw. die Last) in den einzelnen Versuchsphasen Belastung – Entlastung – Wiederbelastung, wird jeweils in mehreren Laststufen aufgebracht bzw. reduziert. Aus der Einsenktiefe der Lastplatte (Setzung) und den zugehörigen Laststufen wird die Drucksetzungslinie ermittelt. Aus dieser lassen sich die Verformungsmoduli {Verformungsmodul} Ev1 (Belastung) und Ev2 (Wiederbelastung) bestimmen. Die Bewertung der Tragfähigkeit erfolgt i. d. R. anhand des Ev2-Werts sowie des Verhältniswerts Ev2 zu Ev1. Zu beachten ist, dass die Einflusstiefe des Lastplattendruckversuchs i. d. R. auf den ein- bis zweifachen Durchmesser der Lastplatte (D = 300 mm oder 600 mm) begrenzt ist. Der Versuch kann somit nicht zur Bewertung der Tragfähigkeit des Baugrunds in Bezug auf eine Bauwerksgründung genutzt werden und ersetzt in diesem Fall keine Aufschlussbohrung bzw. Sondierung mit den o. g. erforderlichen Aufschlusstiefen. Typischer Einsatzbereich des statischen Lastplattendruckversuchs ist die Prüfung der Tragfähigkeit des Erdplanums {Planum} bei Straßenbaumaßnahmen und die Überprüfung erzielter Verdichtungsgrade {Verdichtungsgrad} im Erdbau.

Alternativ kann ein dynamischer Lastplattendruckversuch durchgeführt werden. Hier wird statt der statischen Belastung eine dynamische Last in Form eines Fallgewichts verwendet. Das Gerät ist einfach zu handhaben und benötigt kein Gegengewicht wie beim statischen Lastplattendruckersuch. Ermittelt wird hier der dynamische Verformungsmodul Edyn. Dieser kann über Erfahrungswerte mit dem statischen Verformungsmodul Ev2 korreliert werden bzw. sollte durch Vergleichsversuche mit der statischen Lastplatte kalibriert werden.

Mit Lastplattendruckversuchen wird häufig die Verdichtung im Erd- und Straßenbau geprüft (Hinweise dazu sind in Kapitel 11 enthalten).

Durchlässigkeitsversuch {Durchlässigkeitsversuch} (WD-Test {WD-Test}, Pumpversuch {Pumpversuch})

Im Lockergestein können zur Ermittlung der Durchlässigkeit sogenannte Pumpversuche durchgeführt werden. Bei diesem wird in einem Versuchsbrunnen Grundwasser entnommen und die sich ergebende Absenkung in der Umgebung mittels vorab hergestellter Pegel gemessen. Aus der Förderrate und den gemessenen Absenkungen lassen sich mithilfe von Brunnenformeln die Durchlässigkeiten abschätzen (Hinweise dazu sind in Kapitel 13 enthalten). Mittels Pumpversuchen lässt sich die Durchlässigkeit des Untergrunds deutlich besser erfassen als mit entsprechenden Laborversuchen, da bei einem Pumpversuch ein erheblich größeres Bodenvolumen untersucht wird als bei einer kleinen Laborprobe.

Zur Ermittlung der Wasserdurchlässigkeit {Wasserdurchlässigkeit} von Fels können WD-Tests durchgeführt werden. Zur Vorbereitung eines WD-Tests wird die Prüfstrecke eines Bohrlochs durch Packer abgedichtet (einseitig oder beidseitig). Innerhalb der Prüfstrecke wird Wasser mit einem vorgegebenen Druck eingepresst und der Durchfluss dabei ermittelt. Je nach Versuchsdurchführung wird der Wasserdruck schrittweise gesteigert. Eine Druckstufe wird dabei solange gehalten, bis der Durchfluss kaum noch schwankt (innerhalb 10 min um weniger als 5 %). Nach Erreichen des Größtwerts des Drucks wird dieser wieder zurückgenommen.

Neben Angaben zur Durchlässigkeit des Untergrunds können aus WD-Tests u. a. auch Hinweise zur Planung von Injektionen (z. B. Verpressmaterial) gewonnen werden.

Weitere Feldversuche im Fels

Im Fels können zur Messung von Gebirgsverschiebungen Rissspione, Fissurometer, Extensometer, Inklinometer oder Konvergenzmessungen eingesetzt werden. Zur Bestimmung des Verformungsverhaltens {Verformungsverhalten} des Gebirges können neben den oben beschriebenen Bohrlochaufweitungsversuchen auch Menard Pressiometer, LFJ Large Flat Jack (LNEC) und Plattendruckversuch zur Anwendung kommen. Zur Bestimmung des Festigkeitsverhaltens sind in situ Triaxialversuche und in situ Scherversuche möglich. Diese sind jedoch sehr aufwendig und werden daher kaum durchgeführt. Zur Bestimmung des Primärspannungszustands im Gebirge können u. a. sogenannte Messungen mit dem Doorstopper oder der Triaxialzelle verwendet werden. Der Primärspannungszustand bezeichnet den Spannungszustand vor Baubeginn bzw. im sog. unverritzten Gebirge. Der Primärspannungszustand kann im Festgestein infolge tektonischer Beanspruchungen von den üblichen Annahmen für Lockergestein abweichen. Aber auch im Lockergestein kann es infolge eingeprägter Vorbelastungen zu erhöhten Horizontalspannungen kommen.

Empfehlungen für die Durchführung und Auswertung von Feldversuchen im Festgestein werden von der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) herausgegeben.

2.2.3 Probennahme und Güteklassen

{Güteklassen}

Güteklassen für Boden- und Felsproben {Felsproben}

Sollen im Zuge einer Baugrunduntersuchung {Baugrunduntersuchung} Bodenproben gewonnen werden, so ist zunächst festzulegen, welche Anforderungen an diese Proben gestellt bzw. welche Untersuchungen an den Proben durchgeführt werden.

Zur Bewertung der Probenqualität wurden die Güteklassen 1-5 definiert. Bei einer Güteklasse 1 sind die Bodeneigenschaften der Probe gegenüber dem in situ Zustand praktisch unverändert, sodass sich nahezu alle bodenmechanischen Eigenschaften bzw. Kennwerte ermitteln lassen. Bei der schlechtesten Güteklasse 5 sind die Bodeneigenschaften gegenüber dem in situ Zustand so stark verändert, dass nur noch die Zuordnung zu einer Bodenschicht ermittelt werden kann. Insbesondere zur Bestimmung der Verformungs- und Festigkeitseigenschaften von Böden (Steifemodul, Kohäsion, Reibungswinkel) sind stets Bodenproben der höchsten Güteklasse erforderlich.

Tabelle 4 zeigt die bestimmbaren Bodeneigenschaften bzw. Kenngrößen in Abhängigkeit von der Probengüte:

Bodeneigenschaft	Erforderliche Güteklasse zur Bestimmung der Bodeneigenschaft
1	2	3	4	5
Schichtenfolge	+	+	+	+	+
Schichtgrenzen, grobe Einteilung	+	+	+	+
Schichtgrenzen, feine Einteilung	+	+
Korngrößenverteilung	+	+	+	+
Wassergehalt	+	+	+
Konsistenzgrenzen, organische Bestandteile	+	+	+	+
Dichte, Lagerungsdichte, Porenzahl, Durchlässigkeit	+	+
Zusammendrückbarkeit	+
Scherfestigkeit	+
Hinsichtlich der Güteklassen von Proben im Fels siehe DIN EN 1997-2

Tab. 4: Güteklassen von Bodenproben für Laborversuche {Laborversuch} (Quelle: DIN EN 1997-2)

Probenentnahme {Probennahme} in Boden und Fels

Hinsichtlich der Probennahme unterscheidet man zwischen:

a)	Proben (bzw. Kerne), die im Zuge des Bohrvorgangs fortlaufend genommen werden und der direkten Bodenansprache {Bodenansprache} auf der Baustelle (Erstellen des Bohrprofils) dienen. Zur Bodenansprache können an diesen Proben auch direkt einfache Handversuche zur Bestimmung der Bodenart und der Bodeneigenschaften durchgeführt werden. Hinweise hierzu sind in Kapitel 4.1 enthalten.
b)	Proben, die zur Ausführung bodenmechanischer Laborversuche genommen werden. Die Entnahme erfolgt i. d. R. entsprechend den Anweisungen des Geologen/Geotechnikers.

Bei den Proben, die zur Ausführung bodenmechanischer Laborversuche entnommen werden, kann zwischen

•	Proben (Kerne), die mittels durchgehender Gewinnung von Proben im Bohrverfahren gewonnen werden,
•	Proben, die mithilfe spezieller Entnahmegeräte von der Bohrlochsohle gezogen werden und
•	Blockproben, die mithilfe von Ausstechzylindern in Schürfen o. ä. gewonnen werden,

unterschieden werden. Die Verfahren zur Probenentnahme im Boden werden in 3 Kategorien (A bis C) eingeteilt:

•	Kategorie A: Es können Proben der Güteklasse 1 bis 5 gewonnen werden.
•	Kategorie B: Es können Proben der Güteklasse 3 bis 5 gewonnen werden.
•	Kategorie C: Es können nur Proben der Güteklasse 5 gewonnen werden.

Der Zusammenhang kann auch der nachfolgend dargestellten Tabelle (aus DIN EN ISO 22475-1) entnommen werden:

Güteklasse von Bodenproben für Laborversuche	1	2	3	4	5
Kategorie der Probenentnahme	A
		B
				C

Tab. 5: Zusammenhang Güteklasse Bodenprobe und Probenentnahmekategorie (Quelle: DIN EN 1997-2 und DIN EN ISO 22475-1)

Ebenso wie das Bohrverfahren {Bohrverfahren} hat auch das Entnahmegerät bzw. -verfahren zur Probenentnahme Einfluss auf die Probenqualität. Entsprechend den Baugrundverhältnissen und der gewünschten Güte der Proben ist das Entnahmegerät zu wählen.

Bohrverfahren/ Entnahmegerät	Anwendungsbereiche/Ausschlüsse	Erreichbare Entnahmekategorie/ Güteklasse entsprechend der Untergrundverhältnisse
		Untergrund	Kategorie/ Güteklasse
ohne Spülhilfe
Kleinrammbohrverfahren, unverrohrt	nur für geringe Tiefen, oberhalb des GW -Spiegel	Für Böden mit Grobkorn < d/5	C/5
Schneckenbohrverfahren		Alle Böden oberhalb des GW-Spiegels, darunter nur bindige Böden	B/4
Schlagbohrverfahren mit Schlagschappe		Ton und Schluff	B/4
Schlagbohrverfahren mit Ventilbohrer		Kies und Sand unterhalb des GW-Spiegels	C/5
Rammkernbohr-verfahren ohne Liner	Nicht für feingeschichtete Böden, nicht für Böden mit Größtkorn > d/3	Bindige Böden bis halbfester Konsistenz	B/3
Nicht bindige Böden	B/4
Rammkernbohrverfahren mit Liner	Nicht für feingeschichtete Böden, nicht für Böden mit Größtkorn > d/3	Bindige Böden bis halbfester Konsistenz	A/2
Nicht bindige Böden	B/3
Dünnwandiges Entnahmegerät	Nicht für feste bindige Böden, nicht für Böden mit groben Einschlüssen	Bindige oder organische Böden mit weicher oder steifer Konsistenz	A/1
	Bindige oder organische Böden mit halbfester Konsistenz	A/2
Rotationskernbohrverfahren mit Einfachkernrohr	Ungeeignet für nichtbindige Böden	Bindige Böden und verwitterter Fels mit vergleichbarer Beschaffenheit	B/4
mit Spülhilfe
Rotationskernbohrverfahren mit Dreifachkernrohr mit vorauseilendem Innenrohr2	Ungeeignet für nichtbindige Böden	Für bindige Böden mit halbfester bis fester Konsistenz	A2
mit Seilkernrohr und Liner3	Für bindige Böden mit halbfester bis fester Konsistenz	A1
mit Doppelkernrohr	Bei allen Felsarten	A/2
mit Dreifachkernrohr²	Bei allen Felsarten	A/1
mit Seilkernrohr ohne Liner3	Bei allen Felsarten	A/1
mit Seilkernrohr und Liner3	Bei allen Felsarten	A/1
(2)Doppelkernrohr mit innen liegendem Liner, meist aus Kunststoff(3)für hochwertige Probenentnahme ist ein Seilkernbohrverfahren gegenüber anderen Rotationskernverfahren zu bevorzugen

Tab. 6: Erreichbare Güteklasse für Sonderproben aus Bohrungen für ausgewählte Entnahmegeräte und Bohrverfahren (Quelle: DIN EN ISO 22475-1)

Tabelle 6 zeigt für ausgewählte Entnahmegeräte und Bohrverfahren die erreichbaren Güteklassen für Sonderproben aus Bohrungen, bzw. bei der durchgehenden Gewinnung von Proben mittels Bohrverfahren.

Hinsichtlich weiterer Details sowie Angaben zur erreichbaren Probenqualität bei der Probenentnahme mittels Entnahmegeräten, der Entnahme von Blockproben und Verfahren zur Probenentnahme im Fels wird auf DIN EN ISO 22475-1 verwiesen.

2.2.4 Grundwassermessstellen

Zum Messen des Grundwasserspiegels stehen offene und geschlossene Systeme zur Verfügung. In den meisten Fällen kommt ein offenes System zur Anwendung. Die wesentlichen Aspekte der beiden Systeme können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden:

	Offene Systeme	Geschlossene Systeme
Beschreibung	Messen des Grundwasserstands bzw. der -druckhöhe an einer Beobachtungsstelle (üblicherweise ein Pegelrohr).	Messen des Grundwasserdrucks unmittelbar an einer ausgewählten Stelle mit einem Druckaufnehmer.
Eignung für	Böden und Fels mit relativ hoher Durchlässigkeit (Aquifer) z. B. Sand, Kies oder stark geklüfteter Fels.	Alle Boden- und Felsarten. Besonders geeignet in Böden und Fels mit sehr geringen Durchlässigkeiten, z. B. in Ton, gering geklüftetem Fels und bei artesischen Grundwasserverhältnissen mit hohen Wasserdrücken.

Tab. 7: Übersicht über Systeme zur Messung des Grundwasserspiegels bzw. Druckspiegels (Quelle: Autoren)

Üblicherweise wird eine Grundwassermessstelle durch Ausbau einer Erkundungsbohrung hergestellt. Hierzu wird die Erkundungsbohrung zunächst nicht verschlossen (Erkundungsbohrungen sind durch Tonpellets o. ä. zu verschließen, u. a. um keine neuen Wasserwegigkeiten zu schaffen oder Grundwasserstockwerke zu verbinden. Dies gilt insbesondere bei Tunnelbauwerken, Injektionsmaßnahmen, Wasser- und Deichbau etc.), sondern ein oder mehrere Pegelrohre in die Bohrung eingestellt. In wasserführenden Schichten wird ein geschlitztes Pegelrohr (wasserdurchlässig) und in gering leitenden Schichten werden geschlossenen Rohre verwendet. Der Ringraum zwischen dem Pegelrohr wird filterstabil mit Kies (in Höhe wasserführender Schichten) bzw. mit Tonpellets verfüllt. Der Kopf des Pegelrohrs wird mit einem Aufsatzrohr mit verschließbarer Kappe (sog. Oberflurausbau: Verwendung dort, wo der Pegel keinen störenden Einfluss hat bzw. das Risiko einer Beschädigung gering ist) oder mit einem Unterfluraufsatz (sog. Unterflurausbau: die Pegelkappe wird unterhalb des Geländes angeordnet und durch eine Straßenkappe) geschützt (Übliche Verwendung bei Pegeln in befahrenen Bereichen, z. B. Fahrbahn, Gehwege etc.). Der sich im Pegelrohr einstellende GW-Stand wird üblicherweise über längere Zeiträume gemessen, um z. B. jahreszeitliche Schwankungen ermitteln zu können. Hinweise zur Ermittlung des Bemessungswasserstands finden sich in Kapitel 5. Die Pegel werden oft auch während der Bauausführung zur Kontrolle des GW-Stands verwendet und sind entsprechend zu schützen.

Praxistipp

Detaillierte Angaben zur Herstellung von Grundwassermessstellen können dem DVGW Merkblatt „Bau und Ausbau von Grundwassermessstellen“ entnommen werden. Auch von den Landesämtern für Umwelt und Geologie werden Merkblätter zum Bau von Grundwassermessstellen herausgegeben. Es sei an dieser Stelle noch auf den fachgerechten Rückbau von Grundwassermessstellen hingewiesen.

Oftmals sind zur Erkundung des Baugrunds keine Erkundungsbohrungen vorgesehen und es werden nur Kleinrammbohrungen ausgeführt. Wegen des geringen Durchmessers dieser Aufschlüsse können sie nicht als dauerhafte Grundwassermessstelle ausgebaut werden, da eine planmäßige Verfüllung des Ringraums zwischen eingestelltem Pegelrohr und Bohrlochwandung nicht bzw. nur sehr eingeschränkt möglich ist.

Um dennoch eine Messung der Grundwasserstände zu ermöglichen, können in Bohrlöcher Pegelrohre (HDPE, Stahl etc.) eingestellt werden. Alternativ können auch Pegelrohre aus Stahl verwendet werden, die im Fußbereich mit einer zusätzlichen Spitze versehen sind. Diese Rammpegel werden ebenfalls in vorhandene Kleinbohrungen oder direkt in den Boden eingerammt. Materialbedingt sind hierbei nur relativ kurze Filter- und Gesamtlängen ausführbar.

In diesen „Hilfspegeln“ wird sich über einen gewissen Zeitraum der Wasserstand im Boden messen lassen. Wegen des fehlenden Ringraums, dessen Verfüllung mit Filterkies im Bereich des geschlitzten Pegelrohrs als Filter wirkt, wird der ungestörte Wasserzufluss nicht dauerhaft funktionieren. Für ein langfristiges Grundwassermonitoring ist der Einsatz nicht empfehlenswert. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden Hilfspegel jedoch bei kurzzeitigen Messungen der Grundwasserverhältnisse häufig als kostengünstige Alternative zu einer Grundwassermessstelle eingesetzt.

Außerdem können diese „Hilfspegel“ bei der Durchführung von Pumpversuchen als Beobachtungspegel herangezogen werden und zur Durchführung von Versickerungsversuchen bzw. allgemeinen Versuchen zur Bestimmung der Durchlässigkeit des Bodens genutzt werden. Bei allen Anwendungen ist jedoch immer der mögliche Einfluss des fehlenden Ringraums und der Störungen an der Bohrlochwandung aus der Herstellung der Bohrung zu beachten. In der Regel ist der Einsatz einer Tauchpumpe aufgrund des geringen Durchmessers und der oben beschriebenen Probleme nicht möglich.

Hinweis

Zur Entnahme von Grundwasserproben zur chemischen Analyse sind „Hilfspegel“ nicht geeignet. Aufgrund des fehlenden Filters im Ringraum kann nicht sichergestellt werden, dass der Pegel ausreichend klargespült werden kann, damit das geförderte Wasser dem Wasser im umgebenden Boden entspricht und nicht mit Reststoffen, z. B. aus den Störungen beim Bohrvorgang, versetzt ist.