Karte der seismischen Baugrundklassen des Kanton Luzern

Erläuterung

Auftrags-Nr. 31.4042.001 Bern, 31.10.2012/jm/rc I:\Projekte\314042_Baugrundklassen Luzern\001\6_berich\4042.001be01_synth.docx

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Inhaltsverzeichnis

Seite

1

Allgemeines

1

2

Einleitung und Zielsetzung

2

2.1

Ausgangslage

2

2.2

Vorgehen

2

3

Dokumentation

3

3.1

Normen und Verordnungen

3

3.2

Kartengrundlagen

3

3.3

Bohrungen und Profile

3

4

Geologischer Überblick

5

5

Baugrundklassen

5

5.1

Allgemeines: Richtlinie BWG

5

5.2

Spezielles: Entscheidungshilfe zur Klassifikation der Baugrundklassen des Kantonsgebietes Luzern nach SIA 261 6

6

Baugrundklassen des Kantons Luzern: Detailbeschreibung

10

6.1

Napfgebiet mit Luthern- und Seewagtal

10

6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6

Gebiet Suhretal und Seetal Westlich Suhretal Suhretal nördlich des Moränenwalls von Sursee Suhretal südlich des Moränenwalls von Sursee Rickenbach und Beromünster Seetal zwischen Baldegger- und Hallwilersee Gebiet Eschenbach-Hochdorf-Baldegg

10 11 11 12 12 12 13

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6.2.7

Lindenberg

13

6.3

Gebiet Reusstal

13

6.4 6.4.1 6.4.2

Gebiet Voralpen mit Entlebuch - Tal der kleine Emme Voralpen und Entlebuch Unteres Tal der kleine Emme

14 14 14

7

Strukturempfindliche Ablagerungen, Rutschungen und Standorteffekte 14

7.1 7.1.1 7.1.2

Strukturempfindliche und organische Ablagerungen (F1) Organische Ablagerungen Deponien, Auffüllungen, Aufschüttungen (nicht verdichtet)>10m

14 14 15

7.2 7.2.1 7.2.2

Standorteffekte Effekt der Felsgeometrie Lockergesteinsablagerung der Klassen C oder D mit grossen Mächtigkeiten (>50 m) Verdachtsflächen für grosse Impedanzkontraste zwischen Fels und Lockergestein

16 16

8

Sensible Gebiete

17

8.1

Menznau

18

8.2

Schachen

18

8.3

Geuensee West

18

8.4

Sursee

19

8.5

Büron West

19

8.6

Weggis (Riedsort)

20

8.7

Hochdorf

20

8.8

Wauwil

20

9

Schlussbemerkungen

21

7.2.3

17 17

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10

Referenzen

22

10.1

Normen und Verordnungen

22

10.2

Methodik und bestehende Baugrundklassenkarten

22

10.3

Karten und Notizen

22

10.4

Grundwasserberichte

23

10.5

Regionale Geologie und diverse Berichte

24

10.6

Berichte aus dem Archiv der Landesgeologie

25

Tabellenverzeichnis Tabelle 1

Beschreibung der Baugrundklassen nach SIA 261 (2003). Aus [1]

Tabelle 2

Entscheidungshilfe zur Klassifikation der Baugrundklassen (BGK) nach SIA 261 im Kanton Luzern

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Verwendete Kartengrundlagen.

Beilagenverzeichnis Beilage 1

Karte der seismischen Baugrundklassen 1:25‘000, Blätter 1-5

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Karte der seismischen Baugrundklasse des Kantons Luzern: Erläuterung

1

Allgemeines

Auftraggeber und Aufsichtsbehörde:

Verkehr und Infrastruktur (vif) Naturgefahren, Kanton Luzern Arsenalstrasse 43 6010 Kriens

Projektleiter des Auftraggebers:

Herr René Graf

Auftrag:

Erstellung der Karte der seismischen Baugrundklassen des Kantons Luzern (ohne Kartenblatt 1150 Luzern)

Auftragserteilung:

Vertrag vom 23. März 2011, und von 8. August 2012 (erweiterter Bearbeitungsperimeter)

Ausgeführte Arbeiten -

-

-

Archivrecherche: Amt für Umwelt (uwe) Kanton Luzern; Bohrkataster und Erdwärmesonden; geologisches Archiv der Landesgeologie (swisstopo); Bundesamt für Strassen (ASTRA), Bibliothek der Universität Bern Beschaffung der benötigten Karten und weitere GIS Grundlagen Auswertung von 1822 Bohrungen und 141 geologischen, hydrogeologischen und geophysikalischen Profilen Koordinationssitzungen am 26.05.2011, 29.03.2012 und 09.10.2012 Aufbau der seismischen Baugrundkarte in einem GIS-System und Einarbeiten der verwendeten Bohrungen und Profile als pdf Erstellen des technischen Berichtes mit detaillierten Erklärungen zu den einzelnen Schritten der Erarbeitung der Baugrundklassenkarte (Geotechnisches Institut AG, Karte der seismischen Baugrundklassen des Kantons Luzern: Technischer Bericht, Nr. 31.4042.001, 31.10.2012) Erstellen des vorliegenden Berichtes

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2

Einleitung und Zielsetzung

2.1

Ausgangslage

Damit präventive Massnahmen gegen die Auswirkungen möglicher Erdbebenereignisse ergriffen werden können, beschloss der Kanton Luzern als Grundlage die Karte der Baugrundklassen für das Kantonsgebiet zu erstellen. Diese Karte stellt die Sensitivität des Untergrundes auf die Einwirkungen durch Erdbeben dar. So sind Zonen mit erhöhter Sensitivität schnell ersichtlich und ermöglichen gezielte Massnahmen im Hinblick auf eine Minimierung des Schadenspotentials. Die Erdbebengefährdung hängt von der regionalen Seismizität (Zone 1 für Kanton Luzern) sowie von den lokalen Baugrundeigenschaften ab. Die SIA-Norm 261 [2] definiert die Baugrundklassen, welche sich in erster Linie in durch unterschiedliche Reaktionen auf eine Erdbebeneinwirkung differenzieren. Zusätzlich werden in dieser Norm Bauwerksklassen definiert, welche je nach Bedeutung für die Öffentlichkeit (z.B. Notversorgung) und/oder ihrem Umweltgefährdungspotential in einem Schadensfall in verschiedene Klassen eingeteilt werden. Bei der Erdbebenprävention stehen im Kanton Luzern konstruktive Massnahmen im Vordergrund: Bei Neubauten soll der Erdbebenschutz basierend auf der Baugrundklassenkarte durch einen geringen Mehraufwand bereits bei der Projektierung eingeplant werden. 2011 vergab der Kanton Luzern der Geotechnisches Institut AG den Auftrag, eine Baugrundklassenkarte für das gesamte Kantonsgebiet zu erstellen. Davon ist das Landeskartenblatt 1150 (Luzern) ausgenommen, für das bereits 2010 eine Baugrundklassenkarte erstellt worden ist [7].

2.2

Vorgehen

Die Karte der Baugrundklassen wurde in 5 Phasen erstellt. Eine zusammenfassende Darstellung der einzelnen Phasen findet sich nachfolgend. Weiterführende Details zu verwendeten Grundlagendaten und Methoden sind dem technischen Bericht zu entnehmen. Phase 1 - Importieren und wo nötig georeferenzieren der vorhandenen und ausgewählten geologischen Karten und Naturgefahrenkarten in GIS - Beschaffung, Auswahl und Kategorisierung der Grundlagendaten und Anlegen als georeferenzierte Objekte in einer GIS-Datenbank Phase 2 - Detaillierte Prüfung der Grundlagen: Synthese aller Daten in einer Tabelle mit Entscheidungskriterien für die jeweiligen Baugrundklassen - Erstellen einer spezifischen Transkriptionstabelle - Zuweisung von Bohrungen und geologischen Schnitten in eine der Baugrundklassen - Vorläufige automatische Zuweisung der Klassen A und F1 anhand der geologischen Karten

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Phase 3 Erstellen der Karte der Baugrundklassen: Synthese aller verfügbaren Daten, Kontrolle der automatisch zugewiesenen Flächen, Zuweisung der noch fehlenden Baugrundklassen anhand von Bohrungen, Profilschnitten, älteren geologischen Karten, zusätzliche Recherchen an Universitäten und Bibliotheken in Bereichen, in denen die Datenlage für eine Interpretation der Baugrundklasse noch nicht genügend ist. Phase 4 Ausscheiden von Gebieten mit Standorteffekten Herleitung der sensiblen Gebiete Erstellen des technischen Berichtes und des vorliegenden Berichtes Phase 5 Erstellen des Bohrkatasters

3

Dokumentation

3.1

Normen und Verordnungen

Die Erarbeitung der Karte der seismischen Baugrundklassen basiert auf der Richtlinie des BWG (2004): „Verfahren zur Erstellung und Verwendung von Mikrozonierungsstudien in der Schweiz“[1] sowie auf der SIA Norm 261 „Einwirkungen auf Tragwerke“ [2].

3.2

Kartengrundlagen

Als Kartengrundlage dient der vektorisierte Geologische Atlas der Schweiz, der im Massstab 1:25'000 erfasst ist. Dies entspricht auch dem Zielmassstab der Baugrundklassenkarte. In Gebieten, in welchen noch kein Atlasblatt durch die swisstopo publiziert ist, stützt sich die Interpretation des Baugrundes auf entweder detailliertere Karten, wie geologische Original- und Spezialkarten, oder auf die bereits vektorisierte geologische Generalkarte der Schweiz 1:100'000. Die geologischen Grundlagenkarten sind in Abbildung 1 dargestellt. Eine detaillierte Auflistung der Grundlagen und ihrer Quellen findet sich im technischen Bericht.

3.3

Bohrungen und Profile

Für die Grundlagenbeschaffung wurden die Archive des Amtes für Umwelt (uwe) des Kantons Luzern, das Archiv der Landesgeologie (Geologische Informationsstelle der swisstopo) sowie das Archiv des ASTRA konsultiert. Zusätzlich wurden in der Universitätsbibliothek der Universität Bern Karten, Profile und Fachartikel zum Untersuchungsgebiet beschafft. Für die Realisierung der Baugrundkarte wurden insgesamt 339 Kernbohrungen, 141 Längen- und Querprofile sowie 958 Erdwärmesonden ausgewertet.

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Abbildung 1

Verwendete Kartengrundlagen.

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4

Geologischer Überblick

Geologisch gesehen lässt sich das Gebiet des Kantons Luzern grob dreiteilen: - Nordrand des Helvetikums mit den Luzerner Voralpen - höheres Molassehügelland des Napfs und seiner Ausläufer - tieferes Molassehügelland mit den Haupttälern Das Voralpengebiet besteht hauptsächlich aus der Randkette der helvetischen WildhornDecke von der Schrattenfluh bis zum Pilatus. Diese Decke ist zum grossen Teil aus stabilen Kalken aufgebaut. Die Haupteinheit des Schrattenkalks ist stark verkarstet. Den Übergang zum Molassegebiet bilden die schmalen Gürtel des Subalpinen Flyschs und der Subalpinen Molasse im Entlebuch und dem Tal der Waldemme. Vor allem die siltigen Partien der Unteren Meeresmolasse und des Flyschs sind anfällig für Rutschungen. Auf dem Flysch haben sich zudem ausgedehnte Moore mit Torflagern gebildet. Der westliche Teil des Kantons Luzern grenzt an den Napf. Mit seinen Ausläufern bildet er ein abfallendes Gebiet von Gräten und Eggen mit dazwischen liegenden tief eingeschnittenen Gräben. Diese Formen entstanden durch lang andauernde Fluss- und Bacherosion und wurde im Gegensatz zu den östlich angrenzenden Molassegebieten, nicht von der Gletschertätigkeit der letzten maximalen Vergletscherung (ehem. „Würm“) überprägt. Obwohl der Napfschuttfächer zu grossen Teilen aus stabiler Nagelfluh besteht, enthält er auch feinkörnigere Zwischenlagen. Entlang dieser sowie entlang der steilen Grabenhänge kommt es immer wieder zu Rutschungen. Das tiefer liegende Molassegebiet wurde während der Eiszeiten stark glazial überprägt. Ausgehend vom Vierwaldstättersee gegen Nordwesten besteht es aus einem kurzen Abschnitt des Reusstals und den vom Reussgletscher ausgeschliffenen Paralleltälern der Wigger, Suhre und des Baldegger-/Hallwilerses mit dazwischen liegenden Höhenrücken. Während in der Umgebung von Luzern noch mehrheitlich Molasse ansteht, geht das Gebiet gegen Nordwesten mehr und mehr in eine Grundmoränenlandschaft über. Die Höhenrücken weisen zwar meistens einen Molassekern auf, sind aber von glazialen Sedimenten bedeckt. Die Täler sind z.T. tiefe, mit quartären Lockergesteinen gefüllte Rinnen und enthalten auch übertiefte Becken. Den Nordrand des Kantons Luzern bilden dann wieder Molasse-dominierte Gebiete.

5

Baugrundklassen

5.1

Allgemeines: Richtlinie BWG

Die BWG Richtlinie teilt die ersten 30 m des Baugrundes in 6 Baugrundklassen ein von A bis F1 (siehe Tabelle 1). Zusätzlich wird an der Oberfläche die Klasse F2 für aktive oder reaktivierbare Rutschungen ausgeschieden. Die geologische Beschreibung gibt einen ersten, groben Hinweis, in welche Klasse eine geologische Formation einzuteilen ist. Die in der Beschreibung enthaltene Charakterisierung einer Baugrundklasse anhand des Konsolidierungsgrades ist u.E. nicht immer zulässig und kann nur als „relatives“ Unterscheidungsmerkmal zwischen den einzelnen Baugrundklassen angesehen werden (siehe un-

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ten). Die für eine eindeutige Zuweisung nützlichsten vs,30-Werte sind in den klassischen Baugrunduntersuchungen faktisch nicht vorhanden und konnten somit nie zur Beurteilung beigezogen werden. Identisch ist die Ausgangslage für Angaben zur undrainierten Scherfestigkeit (Su).

Tabelle 1 Beschreibung der Baugrundklassen nach SIA 261 (2003). Aus [1]

5.2

Spezielles: Entscheidungshilfe zur Klassifikation der Baugrundklassen des Kantonsgebietes Luzern nach SIA 261

Ein erster Überblick über den geologischen Aufbau des Kantons Luzern konnte aus der Sichtung der bestehenden geologischen Karten gewonnen werden. Zusammen mit einer ersten Konsultation einiger ausgewählter Bohrdaten aus den verschiedenen Archiven lässt sich ein Überblick über die zu erwartenden Baugrundklassen im Untersuchungsgebiet ableiten. Tabelle 2 geht aus diesem Schritt als Synthese hervor, welche die Entscheidungskriterien für eine der Baugrundklassen enthält. Die Tabelle enthält Angaben zur Transkription der geologischen Legende aus den verfügbaren Karten und dient als Entscheidungshilfe für die Beurteilung der vorhandenen Bohrungen. In den Bohrungen wird die Materialzusammensetzung des Lockergesteins, inklusive Schichtaufbau und Mächtigkeit der einzelnen Schichten, sowie die Gesamtmächtigkeit der Lockergesteinsüberdeckung über dem Felsuntergrund betrachtet. Weiter liefern Angaben zur Lagerungsdichte durch direkte Messungen (SPT und Su) eine direkte Klassierungsmöglichkeit in eine der Baugrundklassen (vgl. Tabelle 8, Seite 34 von [1]).

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Geologische Einheit

Konsolidierungsgrad

Fels

normal konsolidiert Mittel bis grobkörnige Sedimente

Beispiele

Mächtigkeit

Kennwerte

Sandstein, Mergel, Nagelfluh, Kalkstein, Felssackung

-

-

A

< 5 m auf Fels

-

A

5 – 30 m auf Fels oder Typ B

-

E

> 30 m

normal konsolidiert, NSPT zwischen 15 und 50

C

Zeller Schotter, Wigger Schotter, Rückzugsschotter der Würm, Rückzugsschotter der Riss, Moräne, Bachschutt, Gehängeschutt

> 15 m auf mehr als 15 m Lockersedimente (Typ D) < 5 m auf Fels überkonsolidiert

Grundmoräne, ältere Deltaablagerung

5 – 30 m auf Fels

Feinkörnige Sedimente

Verlandungssedimente, Überschwemmungssedimente, Schwemmlehme, Seeablagerungen

NSPT >50

< 5 m auf Fels

-

A

5 – 30 m auf Fels oder Typ B

-

E

> 30 m

NSPT < 15

D

> 30 m

NSPT zwischen 15 und 50

C D

< 5 m auf Fels Riss-Grundmoräne 5 – 30 m auf Fels Strukturempfindliche und organische Ablagerungen

unkonsolidiert

Seekreide, Torf, Feinsedimente mit vielen organischen Bestandteilen Deponien, Auffüllungen, Aufschüttungen (nicht verdichtet)

A B

> 15 m auf mehr als 15 m Lockersedimente (Typ C) überkonsolidiert

C A

> 30 m

gering und normal konsolidiert

BGK

A NSPT > 50

A

< 5 m auf Fels

-

A

>8m

-

F1

> 10 m

-

F1

Rutschungen

F2

Tabelle 2 Entscheidungshilfe zur Klassifikation der Baugrundklassen (BGK) nach SIA 261 im Kanton Luzern

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Erläuterungen zu Tabelle 2 Baugrundklasse A:

Der Fels ist ganz, oder unter nur geringer Bedeckung anstehend. Oftmals ist eine genaue Grenzziehung zur Baugrundklasse E (mehr als 5 m Lockergesteine auf Fels) aufgrund mangelnder Angaben zum Schichtverlauf nicht möglich. Je nachdem ob der Fels steil oder flach abtaucht, verlagert sich die Grenze. Die aus der geologischen Karte stammenden Begriffe von verwittertem Fels oder Fels unter geringer Bedeckung sind nicht explizit definiert. Infolge der meist nur geringen Lockergesteinsüberdeckung, bzw. Mächtigkeit der verwitterten Schicht von erfahrungsgemäss weniger als 5 m werden diese Gebiete der Baugrundklasse A zugerechnet.

Baugrundklasse B:

Nur grossflächige, überkonsolidierte Moränenablagerungen und ältere Schotter („Riss-Vergletscherung“), die durch spätere Vergletscherungen wieder überfahren wurden, werden der Baugrundklasse B zugeordnet. Dabei kommen die alten Moränen und Schotter auch kombiniert vor oder liegen mit einer Mächtigkeit kleiner als 30 m auf Fels. Es gibt zahlreiche Hinweise auf die Existenz von überkonsolidierten Ablagerungen im Untersuchungsgebiet. Während dem Verlauf der Arbeiten konnten allerdings keine gesicherten grösseren Vorkommen mit einer Mächtigkeit von mehr als 30 m definiert werden. Die resultierende Baugrundklassenkarte enthält daher keine Klasse B.

Baugrundklasse C: Sie beinhaltet nebst mitteldicht bis dicht gelagerten Schottern und vorbelasteten Seesedimenten auch mitteldicht bis dicht gelagertes Moränenmaterial. Baugrundklasse D: Anmerkung zu Tabelle 1: Es ist fraglich, ob die Bezeichnung „nicht konsolidiert“ bei einem anstehenden Lockergestein verwendet werden kann. Aus geotechnischer Sicht ist ein anstehendes (anthropogen nicht verändertes) Lockergestein zumindest meistens normal konsolidiert. Unterkonsolidierte Böden sind sehr selten. Für die vorliegende Baugrundkarte wurden deshalb auch normal konsolidierte feinkörnige Lockergesteine mit entsprechender Mächtigkeit der Klasse D zugeordnet. Eine mehr als 30 m mächtige Abfolge von locker bis mitteldicht gelagerten, feinkörnigen Sedimentablagerungen (Tone, Silte und Feinsande) ist eher selten. Wie in Tabelle 2 dargestellt, zählen auch Lockergesteinsabfolgen, in denen die ersten 30 m zwar nicht ausschliesslich, aber in ihrer Summe dennoch mehr als 15 m Mächtigkeit aus feinkörnigen Sedimenten bestehen, zur Baugrundklasse D. Diese sind für das Kantonsgebiet Luzern vor allem für die randglazialen Beckenfüllungen zu erwarten, in welchen sich zum Teil mächtige See- und Deltaablagerungen befinden, die nicht mehr durch nachfolgende Gletschervorstösse überfahren wurden (z.B.: Wauwilermoos, N-Sursee, S-Hallwilersee)

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Baugrundklasse E:

Wenn die Mächtigkeit von gering bis normal konsolidierten Lockergesteinen über der Felsoberfläche zwischen 5-30 m liegt, muss von grossen Impedanzkontrasten ausgegangen werden, auf die mit der Baugrundklasse E hingewiesen wird. Beispielsweise werden grössere Schuttablagerungen oder Talfüllungen im Napfgebiet und in der Alpenrandkette mit oder die Übergangsbereiche von A zu C/D gegen das Molassevorland hin mit E klassiert. In Bereichen mit ungenügenden Informationen zu Art und Tiefe der Lockergesteine wird zudem das für den Frequenzbereich 1-5 Hz ungünstigere Spektrum E ausgeschieden.

Baugrundklasse F1: Diese Klasse beinhaltet vor allem Torf- und Seekreideablagerungen, wobei deren Mächtigkeit selten genau bestimmt ist. Zu erwarten sind ausgedehntere Torf- und Seekreideablagerungen in der Nähe der Klasse D in randglazialen Bereichen, wo Seebildungen in Verlandungsböden übergehen (z.B. Wauwiler-Moos). Für Torf/Seekreideablagerungen wurden nicht wie in [1] vorgeschlagen eine Mächtigkeit von 10 m für F1, sondern 8 m gewählt. Diese Wahl begründet sich einerseits aus einer Vereinheitlichung mit der bereits bestehenden Karte Luzern (5m Torf aus Tabelle 2 in [7]), andererseits aus bautechnischen Überlegungen, da in der Regel die Aushubtiefe für 2UG bei -8 m liegt. Baugrundklasse F2: Da eine ausführliche Bearbeitung des Prozesses der permanenten Rutschungen im Rahmen der Gefahrenkarten geschah, können Doppelspurigkeiten in der Behandlung dieser Thematik sowohl in der vorliegenden Baugrundklassenkarte, als auch in den Gefahren- und Gefahrenhinweiskarten auftreten. Um dem Sachverhalt Rechnung zu tragen, dass die Rutschungsproblematik durch die Gefahren- und Gefahrenhinweiskarten sehr detailliert erfolgt, und auch die Nachführung der Datensätze der Gefahrenkarten geregelt ist, wurde an der Sitzung vom 9. Oktober 2012 in Übereinkunft mit dem BAFU beschlossen, die Klasse F2 auf den Karten nicht mehr explizit anzugeben. Es wird darauf hingewiesen, dass für die Beurteilung der Klasse F2 die permanenten Rutschprozesse aus der Gefahren- und Gefahrenhinweiskarte (verfügbar beim vif) konsultiert werden muss. Die Beurteilung der Gebiete mit permanenten Rutschungen erfolgt analog F2 in [2]. Standorteffekte:

Darunter fällt insbesondere der Effekt der Felsgeometrie (2DEffekt). Die Karte der Baugrundklassen gibt einen Hinweis zu Gebieten, in welchen das Verhältnis der Talbreite zur doppelten Talteufe (Mächtigkeit der Lockergesteine) kleiner als 10 ist. Solche Gebiete sind dort zu erwarten, wo durch vergangene Gletschertätigkeit übertiefte Täler und Schmelzwasserrinnen in die Felsoberfläche geschnitten wurden, die nach Rückzug der Eismassen wieder durch Lockergesteine verfüllt wurden. Breitere übertiefte Talungen sind vor allem in den Haupttälern des Molassehügellandes bekannt, wäh-

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rend eher schmale, verfüllte Rinnen im Bereiche des Lutherntales und im unteren Tal der Kleinen Emme vorliegen.

6

Baugrundklassen des Kantons Luzern: Detailbeschreibung

6.1

Napfgebiet mit Luthern- und Seewagtal

Das luzernische Napfgebiet und sein nördliches Vorland zwischen Luthern- und Seewagtal war während der letzten maximalen Vergletscherung (alt: „Würm“), mit Ausnahme einer kleinen Lokalvergletscherung am Napf selbst, eisfrei. Die fluvialen Geländeformen mit den zahlreichen, tief in die mehrheitlich anstehenden Sandsteine und die Nagelfluh eingeschnittenen Gräben blieben daher erhalten. Die Front des Reussgletschers befand sich bei seinem letzten Maximalstand am Ostrand des Seewagtales [13][33]. Das Seewagtal selbst war während dieser Zeit eine randglaziale Abflussrinne für die Schmelzwässer aus der Gletscherfront. Diese erodierten die Molasse bis in eine Tiefe von 20 bis 40 m unter der heutigen Talsohle [49]. Später wurde das Tal wieder mit glaziofluvialen und fluvialen Sedimenten bis auf das heutige Niveau aufgefüllt. Auch im Lutherntal liegt ein übertieftes Tal vor, das mit glaziofluvialen Sedimenten bedeckt ist [57]. Diese werden einer spätrisszeitlichen Periode zugeordnet. Zum Teil liegen Schotterablagerungen als Schotterterrassen bis hoch über den heutigen Talboden vor („Zellerschotter“) und wurden nicht mehr durch einen nachfolgenden Gletschervorstoss überfahren. Entlang des Luthern- und Seewagtales wurden die mehr als 30 m [35] mächtigen, grobkörnigen und normal konsolidierten Rinnenfüllungen mit der Baugrundklasse C klassiert. Die Randbereiche dieser beiden Zonen, sowie die Talfüllungen entlang der Enzi- und Buechwigger und deren Seitengräben sind mit weniger als 30 m unkonsolidierten Lockergesteinen bedeckt und liegen deshalb in der Baugrundklasse E. Zudem werden auch Bereiche in Hanglagen, die Hinweise auf mehr als 5 m mächtige Hangschuttablagerungen und verwitterte Moränenrelikte aus der grössten Vergletscherung (ehem.: „Riss“) zeigen, als Baugrundklasse E ausgeschieden. Südlich von Gondiswil kommen gemäss geologischer Karte [15] ausgedehnte feinkörnige Verlandungsbildungen vor. Diese enthalten Lagen interglazialer Schotter sowie geringmächtig auch Lagen von Schieferkohle und sind insgesamt etwa 30 m mächtig. Auch wenn der grösste Teil der Kohleschiefer abgebaut worden ist, kann in diesem Bereich die Baugrundklasse D nicht ausgeschlossen werden [57][58], da die meisten Bohrprofile „Schlammsand“ beschreiben, der unter der kohleführenden Schicht liegt. Bei entsprechenden Unsicherheiten in der Entscheidung zwischen den Baugrundklassen D und E wird im Sinne der Sicherheit die Klasse D zugeordnet. Alle übrigen Bereiche werden als Baugrundklasse A attribuiert.

6.2

Gebiet Suhretal und Seetal

Wie das Seetal verdankt auch das Suhretal seine trogartige Form der erosiven Tätigkeit des eiszeitlichen Reussgletschers [16][30]. Während der letzten Eiszeit („Würm“) hat der

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Gletscher in beiden Tälern während der maximalen Ausdehnung und im Laufe seines Rückzuges bogenförmige Wall- und Stirnmoränen abgelagert. Nach dem Rückzug der Eismassen ist es in den eisfrei gewordenen Zungenbecken zur Entstehung von Talseen gekommen. Während weite Teile bereits verlandet sind, sind von diesen im Seetal die zwei nördlicheren (Hallwiler- und Baldeggersee) und im Suhretal nur der nördliche, der Sempachersee, erhalten geblieben. 6.2.1

Westlich Suhretal

Nördlich von Sursee teilten sich die Eismassen vom Hauptlappen im Suhretal in zwei Seitenlappen (Tal der Ron bis Egolzwil und Hürnibachtal bis kurz vor Dagmersellen). Die verschiedenen Stadien der letzten Vergletscherungen hinterliessen Wallmoränen, hinter denen sich nach dem Rückzug der Eismassen Seen bildeten. Diese Becken wurden im Verlaufe der Zeit durch eingeschwemmte Sedimente, vor allem aber durch Verlandungsbildungen aufgefüllt. Das Becken zwischen Ettiswil und Wauwil wurde so durch Lockergesteine von über 50 m Mächtigkeit aufgefüllt. 30 m dieser Lockergesteine sind feinkörnige Serien, sowie Verlandungsböden mit Seekreide und Torfbildungen [35] im heutigen Wauwilermoos. Auch südlich von Uffikon blieb im nun eisfreien Zungenbecken ein See zurück, der im Verlaufe der Zeit durch Ablagerungen aus Silt, Feinsand, tonigem Silt und organischen Bildungen grösstenteils verlandete [49][59]. In diesen erwähnten Bereichen sind vor allem die Baugrundklassen D und F1 in den Bereichen, die unmittelbar auf den gering bis normal konsolidierten Verlandungsbildungen liegen, ausgeschieden worden. Dazwischen wurden die Stirnmoränen mit einer Gesamtmächtigkeit von mehr als 30 m als Baugrundklasse C klassiert. Eine vergleichbare Situation liegt im Rottal bei Ruswil vor. Auch hier liegen Verlandungsbildungen im Zungenbecken eines Ausläufers des Reussgletschers vor. 6.2.2

Suhretal nördlich des Moränenwalls von Sursee

Das Pendant zum Hallwillersee im Suhretal ist nicht erhalten geblieben. Die Auffüllung des ehemaligen „Sursees“ begann bereits gegen das Ende der Würmeiszeit, als das Sempacherseebecken noch mit Gletschereis gefüllt war und die vom Moränenwall bis Sursee ausgehenden Schmelzwasserbäche ihre Gerölle deltaartig in den See hinaus schütteten. Nach der Eiszeit setzte die erosive Wirkung der Seitenbäche an den Talflanken ein. Die Seitenbäche führten reichlich Material von den Talflanken in die Talmitte und schütteten besonders an den östlichen Talflanken ansehnliche, stellenweise bis zur Talmitte reichende Bachschuttkegel auf. Die Korngrösse der eiszeitlichen Seeablagerungen nimmt zur Tiefe und nach Norden hin ab. Dort sind vor allem Feinsande, Silte und Tone vorherrschend. Im Westen und in der Mitte des Tales überschreitet die Mächtigkeit der grobkörnigeren fluvioglazialen Serien 15 m kaum. Somit besteht die Mehrheit der über 30 m mächtigen Talfüllung aus feinkörnigen Serien. Aus der geologischen Vorgeschichte (keine glaziale Vorbelastung) und einigen SPT-Versuchen in den eher feinkörnigen Serien, lässt sich eine Klassierung der Baugrundklasse grösstenteils nach D vornehmen. Vor allem in Bereichen, wo Seiten- und Grundmoränen an den Talflanken anstehen, resultiert die Baugrundklasse C.

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6.2.3

Suhretal südlich des Moränenwalls von Sursee

Die Abfolge von Terrassenschottern und Moränenablagerungen in diesem Gebiet lässt sich damit erklären, dass heute unterhalb und südöstlich des Moränenwalls liegende Schotter während einer frühen Rückzugsphase abgelagert worden sind. Durch einen späteren Gletschervorstoss, der bis in die Gegend von Sursee reichte und durch die Endmoräne von Sursee markiert ist, wurden die älteren Rückzugsschotter mit Moränenmaterial überdeckt. Diese vor allem grobkörnigen Ablagerungen wurden aufgrund ihrer Mächtigkeit und ihrer normalen bis leichten Überkonsolidierung (Stirnmoräne) in der Baugrundklasse C klassiert. Zum südlichen Ende des Sempachersees hin steigt der Felsverlauf immer weiter, so dass hier nur noch Lockergesteinsmächtigkeiten von ca. 10-20 m auftreten [30][46]. Durch fehlende Angaben zum Konsolidierungsgrad resultiert hier die Baugrundklasse E. 6.2.4

Rickenbach und Beromünster

Die Befunde aus den Bohrdaten weisen darauf hin, dass sich bei Rickenbach und Beromünster zwei Felsrinnen/Talungen befinden, die nord-nordöstlich ausgerichtet sind. Die Talungen sind vor allem durch Moränen der Riss- und Würm-Vergletscherung, sowie teilweise durch Decken und Hochterrassenschotter verfüllt. Es resultieren die Baugrundklassen C und E, da keine Angaben zum Konsolidierungsgrad der Sedimente vorliegen. 6.2.5

Seetal zwischen Baldegger- und Hallwilersee

Das Seetal weist glazialgeschichtliche Parallelen zum Suhretal auf. Der Reussgletscher stiess hier bis zu einem Maximalstand auf Höhe Seon vor und zog sich dann mit verschiedenen kleineren Zwischenhalten, bzw. Wiedervorstössen (Endmoräne bei Hallwil) zurück. Der Moränenwall von Ermensee/Hitzkirch entstand aber erst, nachdem der Gletscher sich weit nach Süden zurückgezogen und dann wieder bis zum nördlichen Ufer des Baldeggersees vorgeschoben hatte[31][44]. Nach seinem ersten Rückzug aus dem Zwischenseengebiet bildete sich ein grosser See, der mindestens zum Teil auch das Gebiet des heutigen Baldeggersees umfasste. Dieser See wurde durch die Endmoräne bei Hallwil gestaut. Darin wurden Seesedimente und Schotter abgelagert, welche unterhalb der Moräne von Ermensee/Hitzkirch erbohrt wurden. Zwischen Ermensee und Altwis trennt ein unterirdischer Ausläufer des Moränenwalles von Ermensee die älteren Flussschotter und Seesedimente (die vor dem Wiedervorstoss des Gletschers gebildet wurden) von den jüngeren ab. Im Talboden von Ermensee liegen bis in grössere Tiefen Abfolgen von Moränenmaterial und gemischtkörnigen Alluvialsedimenten (Bachschutt) vor. Hier wurde eine Baugrundklasse C definiert. In der nördlichen anschliessenden Ebene Ermensee – Mosen besteht der Untergrund aus fluvioglazialen Schottern, Deltaschüttungen und feinkörnigen Seesedimenten, die auf der östlichen Partie des Talbodens von Bachschutt, d.h. siltigem Kiessandmaterial, und in der Talmitte von feinkörnigeren jüngeren Überschwemmungssedimenten überdeckt werden. Da in diesem Bereich kein Wiedervorstoss des Gletschers stattfand, sind die feinkörnigen Sedimente normal konsolidiert, was in der Beurteilung zur Baugrundklasse D führt.

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Im Bereich des ehemaligen Zungenbeckens südlich des Moränenwalls von Ermensee bestehen die Bodenschichten wenigstens im oberen Teil aus jüngeren Seesedimenten und Verlandungsbildungen, die am Seeufer lokal Seekreide und Torf enthalten (F1). Auch die feinkörnigen Verlandungsbildungen und Deltaschüttungen am gegenüber liegenden südlichen Ufer des Baldeggersees werden als Baugrundklasse D oder F1 klassiert.

6.2.6

Gebiet Eschenbach-Hochdorf-Baldegg

Aus vielen unterschiedlichen Bohrungen und Profilen [34] wird ersichtlich, dass entlang der Linie Eschenbach – Ballwil – Hochdorf – Baldegg eine ältere Talung verläuft, die aktuell durch Moräne und einen relativ mächtigen basalen Schotterkomplex bedeckt ist. Die Gesamtmächtigkeit der Lockergesteine beträgt bis zu 60 m über der Felsoberfläche. Die Mächtigkeit der Moräne beträgt bis zu 30 m. Die Lage im glazialgeschichtlichen Kontext und die Ausprägung einer Drumlinlandschaft weisen darauf hin, dass eine Grundmoräne vorliegt. Geotechnische Untersuchungen sind zwar nicht viele vorhanden, jedoch zeugt mindestens eine Untersuchung von einer Überkonsolidierung des Materials in Hochdorf [43]. Diese Befunde sprechen für eine Baugrundklasse B - zumindest in den Bereichen, in welchen die Grundmoräne eine Mächtigkeit von 30 m erreicht. Da sich unterhalb der Grundmoräne jedoch ein grosser Schotterkomplex befindet, in welchem durch die teilweise sehr hohen Durchlässigkeitswerte [34] zumindest Gebietsweise ein signifikantes Porenvolumen vorherrschen muss. Es können durch Erdbebenwellen verursachte, verstärkende Effekte nicht ganz ausgeschlossen werden. Daher wurde hier das für den Frequenzbereich 1-5 Hz ungünstigere Spektrum angenommen und somit nach C anstatt nach B klassiert. Beziehungsweise wurden auch die Randbereiche mit weniger als 30 m Moräne auf Fels als E anstatt A klassiert. 6.2.7

Lindenberg

Am Lindenberg sind durch verschiedene Bohrungen und Untersuchungen [45] mächtige Lockergesteinsablagerungen dokumentiert. Diese bestehen vor allem aus relativ inhomogen gestalteten risszeitlichen Moränen und Schottern. Angaben zur Lagerungsdichte dieser Sedimente liegen keine vor. Da der Längenberg während der letzten glazialen Maximums eisfrei blieb [13], kann nicht davon ausgegangen werden, dass die mehrheitlich kiesig-sandigen Ablagerungen überkonsolidiert sind. Daher liegt eine Klassierung in die Baugrundklasse C vor.

6.3

Gebiet Reusstal

Der Talboden der Reuss besteht aus einer mächtigen, spät- bis nacheiszeitlichen Lockergesteinsserie, die von unten nach oben aus Grundmoräne, Seesedimenten, Flussschottern und den Überschwemmungssedimenten aufgebaut ist. Letztere sind nie mächtiger als 2 m. Daher wird der Baugrund vor allem durch die grobkörnigen Flussschotter charakterisiert [41]. Durch verschiedene Bohrungen und Profile ist belegt, dass vor allem in den zentralen Bereichen des Reusstals die Gesamtmächtigkeit des Lockergesteinspakets mehr als 30 m beträgt. Hier wurde die Baugrundklasse C ausgeschieden. Die Beurteilung, dass das Lockergestein hier normal konsolidiert ist , wird durch SPT-Versuche und Rammsondierungen bestätigt [53].

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6.4

Gebiet Voralpen mit Entlebuch - Tal der kleine Emme

6.4.1

Voralpen und Entlebuch

Die höher liegenden Gebiete der Subalpinen Molasse und der Helvetischen Voralpenkette sind dominiert durch die dort oft aufgeschlossenen Felsformationen. Die Talböden und -flanken im Entlebuch sind wechselnd mit Lockergesteinsablagerungen (Moräne und rezente fluviale Ablagerungen) bedeckt, wechselnd liegt der Fels unmittelbar aufgeschlossen vor. Es wurde von einer generellen Mächtigkeit dieser Ablagerungen von weniger als 30 m ausgegangen. Verschiedene Bohrungen und teilweise auch seismische Profile weisen darauf hin, dass Lockergesteinsmächtigkeiten von mehr als 30 m auftreten. Solche Gebiete liegen bei Marbach, bei Escholzmatt, nördlich von Entlebuch, südlich von Flühli und bei Sörenberg vor. Die jeweiligen lateralen Ausdehnungen sind relativ gering. Infolge der zumeist grobkörnigen Natur der Sedimente und der überwiegend inhomogenen Ablagerungen wird in diesen Fällen Baugrundklasse C definiert.

6.4.2

Unteres Tal der kleine Emme

Nach dem Abschmelzen des Reussgletscher bildete sich im heutigen Tal der Kleinen Emme unterhalb von Werthenstein ein See. Darin lagerten sich Sande und Schotter über würmeiszeitlicher Moräne ab, die an den Talflanken zum Teil noch aufgeschlossen ist. Es gibt keine Anzeichen für eine Überkonsolidierung dieser Ablagerung. Da in der Mitte des Tales eine Lockergesteinsmächtigkeit von mehr als 30 m überschritten wird, ist für die feinkörnig dominierten Bereiche im Westen die Baugrundklasse D und für die grobkörnig dominierten Bereiche im Osten die Baugrundklasse C ausgeschieden.

7 7.1

Strukturempfindliche Ablagerungen und Standorteffekte Strukturempfindliche und organische Ablagerungen (F1)

Dieser Abschnitt beschreibt die wichtigsten Zonen, in denen strukturempfindliche Böden vorliegen. In diesen muss im Falle eines Erdbebens mit plötzlich auftretenden Setzungen (wie bei künstlichen Schüttungen; Torfmooren; Seekreide), beziehungsweise auch Bodenverflüssigungen (Seekreide) gerechnet werden. 7.1.1

Organische Ablagerungen

SE Menznau und Tuetesee (ca. 645‘800/214‘700) Die effektive Mächtigkeit des Torfes ist nicht bekannt. Die Fläche wurde gemäss der Karte der organischen Böden und der Topografie ausgeschieden. Ostergau (ca. 644‘900/218‘200) Die effektive Mächtigkeit des Torfes ist nicht bekannt. Die Fläche wurde gemäss der geologischen Karte ausgeschieden. In der Vergangenheit wurde hier Torf abgebaut.

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Wauwilermoos (ca. 644‘000/225‘000) Der Untergrund des Sedimentbeckens unter dem Wauwilermoos besteht aus sehr weichen und setzungsempfindlichen Verlandungsbildungen und Seesedimenten, die auf eine Tiefe von einigen zehner Metern hinunterreichen. Am nördlichen Rand der Ebene bei Wauwil, steigt der Fels bis nahe an die Oberfläche und ist nördlich Wauwil mit einer mutmasslich geringmächtigen Moränenablagerung überdeckt. Wauwil liegt im Übergang zwischen den setzungsempfindlichen Böden des Wauwilermooses und des härter gelagerten Untergrundes des ansteigenden Hanges. Die weichen Verlandungsbildungen bestehen aus breiigem, tonigem Silt, siltigen Feinsand und enthalten mutmasslich auch grössere Torflagen [61]. Uffiker Moos (ca. 644‘000/228‘500) Abseits der Schuttkegel der Bäche wurde der ehemalige See teils durch sehr weich gelagerten Seebodenlehm, teils auch durch chemisch-biologische Ausfällung von Seekreide oder torfreiche Verlandungssedimente aufgefüllt (auf der Höhe der Autobahn: 5.5 m Torfschicht auf 6 m Seekreide) [59]. Rüediswilermoos (ca. 650‘500/215‘000) Eine Bohrung am Rand des Rüediswilermoos beschreibt 2 m „Moos“ auf 6 m Seekreide. Die geologische Situation ist ähnlich wie beim Uffiker Moos und eine grössere Fläche F1 ist nicht ausgeschlossen. Uferbereiche von Sempacher- (ca. 651‘900/224‘600), Hallwiler- (ca. 659‘900/233‘200) und Baldeggersee (ca. 661‘600/229‘950 und 663‘500/225‘550) Diese Bereiche sind in geologischen Karten und zum Teil auch in Bohrungen als zumeist vernässte, feinkörnige Sedimente mit hohem Gehalt an organischen Beimengungen bezeichnet. Vor allem in rezenten Seeablagerungen in den Bereichen von Deltaschüttungen findet die Sedimentation in der Wassersäule, also unter Auftrieb statt. Diese Zonen sind einerseits setzungsempfindlich, andererseits besteht die Gefahr, dass ganze Uferbereiche bei entsprechender Seebodentopografie, unter Erdbebeneinwirkung in den See abrutschen. 7.1.2

Deponien, Auffüllungen, Aufschüttungen (nicht verdichtet)>10m

Aus dem Kataster der belasteten Standorte konnte die mittlere Mächtigkeit von einigen Deponiekörpern berechnet werden, jedoch liegen für diese Deponien keine Angaben über den Verdichtungsgrad vor. Generell sind wir davon ausgegangen, dass keine Verdichtung im geotechnischen Sinne vorgenommen wurde. Die folgende Liste ist eine Auswahl der Deponien/Auffüllungen mit mehr als 10 m Mächtigkeit Ufhusen, Möhrenhof (ca. 633‘280/218‘600) Ufhusen, Rüfswill (ca. 635‘950/217‘790) Dagmersellen, Grossfeld (ca. 641‘770/228‘790) Zell, Briseck (ca. 638‘410/220‘600) Ballwill (ca. 667‘110/222‘050)

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7.2

Standorteffekte

Abhängig von der Topografie oder der Geometrie der Felsoberfläche und der Struktur der darauf liegenden Lockergesteinsablagerungen kann es im Falle eines Erdbebens zu einer Verstärkung der Erdbebenwellen kommen. Dem Phänomen der sogenannten Standorteffekte liegen Impedanzkontraste im geologischen Schichtaufbau zugrunde: Liegt beispielsweise eine Schicht mit niedriger Festigkeit direkt auf einer Schicht mit sehr hoher Festigkeit (z.B. Felsuntergrund), kann es beim Durchgang der Schichtgrenze zu einer Amplitudenerhöhung der Erdbebenwellen kommen. Ein weiterer Standorteffekt ist in übertieften und wieder mit Lockergesteinen aufgefüllten Rinnen und Becken im Felsuntergrund möglich (Effekt der Felsgeometrie). 7.2.1

Effekt der Felsgeometrie

Unter diesem Begriff werden allem Verstärkungseffekte zusammengefasst, die durch Mehrfachreflexionen an den Schichtgrenzen von übertieften, engen Felstälern auftreten können. Das Längen(L)-Tiefen(H)-Verhältnis (L/(2H)) wird als grobes Mass für die Ausscheidung der Zonen verwendet, wobei ein Quotient < 10 auf mögliche Verstärkungseffekte hinweist. Nachstehende Gebiete weisen Felsgeometrieeffekte auf: Lutherental und Ibach-/Rottal (ca. 635‘600/219‘600) Die Tiefenlage der Felsrinne im Lutherental ist in einer Felsisohypsenkarte dargestellt. Daraus und aus verschiedenen Bohrungen lassen sich L/2H- Quotienten berechnen. Diese liegen innerhalb der ausgeschiedenen Flächen zwischen 3-10. Willisau Land: Enzi-/Buechwigger (ca. 641‘400/219‘000) Die Mächtigkeit der Kiesablagerungen der Enzi- und der Buechwigger beträgt bis etwas mehr als 20 m. Da die Täler relativ schmal sind, ergeben sich L/2H-Quontienten zwischen 3-9. Seewagtal und Ostergau (ca. 645‘400/215‘600) Mehrere Bohrungen und Profile [35] zeigen die Mächtigkeit des Lockergesteinsbedeckung im Talboden auf. Die L/2H- Quotienten, die sich daraus und der heutigen Topographie berechnen lassen, ergeben Werte zwischen 6-10. Unteres Tal der Kleinen Emme (ca. 653‘500/210‘000) Die Felsoberfläche im unteren Tal der kleinen Emme zwischen Werthenstein und Malters wird durch mehrere Bohrungen und einen Bericht zum Grundwasservorkommen [39] dokumentiert. Die aus diesen Grundlagen berechneten L/2H- Quotiente liegen zwischen 2-4. Eigental (ca. 659‘800/205‘500) Die Lage der Felsoberfläche unterhalb des heutigen Talbodens wird durch Erdwärmesonden aufgezeigt. Der Berechnete L/2H- Quotient liegt im mittleren Eigental bei ca. 3.

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7.2.2

Lockergesteinsablagerung der Klassen C oder D mit Mächtigkeiten >50 m

Auch bei sehr mächtigen Lockergesteinsablagerungen auf Fels können Verstärkungen der Erdbebenwellen auftreten. Anhand verschiedener Untersuchungen und Publikationen zur Lage der Felsoberfläche im Kanton Luzern [30][46] sowie weiteren Bohrungen und Profilen können solche Bereiche identifiziert werden. Suhretal (ca. 649‘300/228‘200) Gemäss mehreren Erdwärmesondenbohrungen und einer Bohrung der LEAG in auf Höhe Triengen kann die Mächtigkeit der Talfüllung hier mit über 100 m geschätzt werden. Jordan [46] vermutet die Felsoberfläche in einer Tiefe von 100 m und 180 m südlich auf Höhe des Sempachersees. Seetal (ca. 660‘200/232‘900) Eine Bohrung, die auf Höhe Ermensee/Altwis bis in eine Tiefe von 200 m abgeteuft wurde, hat die Felsoberfläche nicht erreicht [31]. Auch in [31] erwähnte Resultate aus seismischen Untersuchungen geben alternativ eine Tiefe der Felsoberfläche mit 160 m an, wovon auch von Wildi [30] und Jordan [46] in ihren Untersuchungen ausgehen. Gebiet Rickenbach (ca. 654’350/229‘900) Unter Rickenbach liegt die Felsoberfläche auf über 140 m Tiefe (Erdwärmesondenbohrungen). Ein geoelektrisches Profil auf der Höhe von Rickenbach [37] und die Felsisohypsenkarte von Jordan [46] zeigen, dass dies nicht unmöglich ist, sofern nicht die gleichen eventuell unsicheren Grundlagendaten verwendet wurden. Gebiet Beromünster (ca. 657’600/228‘500) Unterhalb Beromünster liegt die Felsoberfläche bei ca. 80 m Tiefe. Die Felsisohypsenkarte von Jordan [46] gibt den gleichen Befund wieder. 7.2.3

Verdachtsflächen für grosse Impedanzkontraste zwischen Fels und Lockergestein

Aussergewöhnlich grosse Impedanzkontraste zwischen Fels und Lockergesteinen lassen sich ohne Detailuntersuchungen nur sehr schwer ableiten. Die verfügbaren Daten erlauben keine weitere Ausscheidung von Gebieten mit hohen vs Kontrasten, die nicht bereits in der Baugrundklasse E enthalten sind.

8

Sensible Gebiete

Nachdem die Zonen mit den empfindlichen Gebieten (vgl. Kap. 7) mit den Siedlungsflächen und/oder bestehender wichtiger Infrastrukturbauten verschnitten wurden, zeigen sich folgende Gebiete, für die wir zusätzliche Untersuchungen oder eine vertiefte spektrale Mikrozonierung vorschlagen. In diesen Gebieten kann sowohl eine Bestimmung der lokalen vorher nicht bekannten Spektren erfolgen (F1 oder mögliche Standorteffekte) oder es können positivere Spektren bestimmt werden, als dies eine konservative Haltung infolge grosser Datenlücken erlaubte. Die folgende Liste bietet einen groben Überblick, der effektive Bedarf weiterer Untersuchungen muss durch die zuständigen kantonalen Behörden abgeklärt werden.

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8.1

Menznau

In Menznau sind zwei Gebiete innerhalb der Siedlungszone der Baugrundklasse F1 zugeordnet. Beim Moos und südlich vom Bahnhof gibt es Hinweise für Torfablagerungen von signifikanter Mächtigkeit. Die effektive Mächtigkeiten, sowie die laterale Ausdehnung konnten nicht abschliessend geklärt werden. Zusätzlich können Felsgeometrieeffekte im gesamten Talboden auftreten.

8.2

Schachen

Eiszeitliche Seelehme dominieren die ersten 30 m der Talfüllung im Tal der kleinen Emme auf der Höhe von Schachen. Hier ist deshalb die Klasse D definiert. Zusätzlich können 2D-Felsgeometrieeffekte verstärkend auf Erdbeben wirken. Mögliche negative Auswirkungen auf die hier ansässige oder geplante (Industrie-) Bauten sind durch lokale Detailuntersuchungen abzuklären.

8.3

Geuensee West

Der Dorfteil von Geuensee, der westlich der Kantonsstrasse liegt, sitzt zu einem grossen Teil auf feinkörnigen Lockergesteinen mit grossen Mächtigkeiten (Klasse D). Um die Ausdehnung der Klasse D und das effektive seismische Antwortspektrum zu bestimmen, empfiehlt es sich, bei Bedarf eine lokale Detailuntersuchung durchzuführen.

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8.4

Sursee

Sursee, die nach Luzern zweitgrösste Stadt im Kanton liegt im Randbereich der letzteiszeitlichen Gletscherstände. Der Umstand von mehreren Gletschervorstössen, und die Ausbildung von Seen in den ehemaligen Zungenbecken erschwert die Klassierung des Baugrundes. Der südliche Bereich (Walkeli) wurde mit Vorbehalt der Klasse C zugeordnet, während im nördlichen Bereich die vorwiegend feinkörnigen See- und Verlandungssedimente in der Klasse D resultieren. Ebenso liegt praktisch das gesamte Stadtgebiet auf Lockergesteinen mit sehr grossen Mächtigkeit (bis >150 m). Bei grösseren Bauvorhaben empfiehlt es sich sicherlich eine lokale Mikrozonierungsstudie durchzuführen, da die Bestimmung der seismischen Antwortspektren auch günstiger ausfallen könnte als die Karte aufzeigt.

8.5

Büron West

Der westliche Dorfteil (v.a. Industrie) liegt auf vorwiegend feinkörnigen Sedimenten mit einer sehr hohen Mächtigkeit (bis >150 m). Um die Ausdehnung der Klasse D und das effektive seismische Antwortspektrum zu bestimmen, empfiehlt es sich bei Bedarf eine lokale Detailuntersuchung durchzuführen.

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8.6

Weggis (Riedsort)

In diesem Bereich zeigen mehrere Erdwärmesonden sehr mächtige, grobkörnige Lockergesteinsablagerungen an. Dabei handelt es sich vor allem um grobblockiges Bergsturzmaterial. Die Verzahnung und Verfüllung dieses Materials, sowie die Hanglage können unter Umständen einen negativen Einfluss auf die seismischen Antwortspektren haben. Eine Baugrundklasse C muss unter Umständen mit einer lokalen Studie bestätigt werden.

8.7

Hochdorf

Westlich vom Bahnhof, in der Umgebung der Industriestrasse liegt ein grösseres Gebiet auf Baugrundklasse F1. Die Grenzen sind schwierig zu bestimmen. Da hier ein grösseres Industriegebiet liegt, empfiehlt sich für eine genauere Bestimmung der seismischen Antwortspektren bei Bedarf eine lokale Detailuntersuchung durchzuführen. 8.8

Wauwil

Der Dorfteil südlich der Bahnlinie liegt im Randbereich des Wauwiler Moos. Eine scharfe Grenzziehung zur Klasse F1 ist schwierig vorzunehmen. Lokale signifikante Vorkommen von Seekreide oder Organischen Ablagerungen sind auch hier möglich. Bei Bedarf empfiehlt es sich hier eine lokale Detailuntersuchung über die zu erwartenden seismischen Antwortspektren vorzunehmen.

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10

Referenzen

Mit einem * oder ** markierte Grundlagen sind auf der Beiliegenden dvd als digitale Kopie enthalten. (**: vollständig vorhanden, *nur Teilweise kopiert).

10.1

Normen und Verordnungen

[1] RICHTLINIE DES BWG (2004) : Verfahren zur Erstellung und Verwendung von Mikrozonierungsstudien in der Schweiz. [2] SWISSCODE SIA 261 (2003): Norm 261, Grundlagen der Projektierung von Tragwerken. Einwirkungen auf Tragwerke. Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein -SIA-, Zürich, 109 S., broschiert, Verlag SIA. 10.2

Methodik und bestehende Baugrundklassenkarten

[3] CREALP (2004): Carte des sols de fondation au 1.25'000 pour le microzonage sisimique de la vallée du Rhône entre Brig et le Léman. [4] GEOTECHNISCHES INSTITUT AG (2006): Microzonierungsstudie für die Stadt Bern und Umgebung. Karte der Baugrundklassen nach SIA 261 (2003). Bericht N°31.3485.001. [5] GEOTECHNISCHES INSTITUT AG (2008): Microzonage sismique des parties fribourgeoises des feuilles 1186 Schwarzenburg, 1206 Guggisberg et 1226 Boltigen. Cartes au 1 :25'000 des sols de fondation (classification selon la norme SIA 261 (2003). Bericht N°31.3641.001 [6] GEOTECHNISCHES INSTITUT AG (2010): Etablissement des cartes de classes de sol de fondation du canton de Neuchâtel (rapport technique et rapport de synthèse ). Bericht N°31.3882.001 [7] KELLER & LORENZ AG (2010): Baugrund-Hinweiskarte Blatt 1150 Luzern: Karte + Erläuterung. Bericht N°06 4199 [8] MAGNIN & BERTRAND (2005) : Guide sismique réfraction, LCPC. [9] OFEG-GÉOVAL (2005): Microzonage sismique de la feuille Gruyères, projet pilote. Cartographie 1 :25'000 des sols de fondation (projet ECAB-OFEG). [10]STUDER, J. & KOLLER, M. (1997). Bodendynamik _ Grundlagen, Kennziffern, Probleme. Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2nd edition. [11]VOUILLAMOZ N., SAUDAN C & MOSAR J. (2010) : Microzonage sismique du canton de Fribourg – Cartographie au 1 : 25'000 des sols de fondation selon la norme SIA 261, (ECAB-OFEV-UNIFR), GeoFocus, Volume 26, S.45. [12]WIDMER F., DUVERNAY B, FÄH D.& PARRIAUX A.(2003): Projet pilote de microzonage sismique à Yverdon (VD). Bull. angew. Geol., Vol 8/1, 5-16. 10.3

Karten und Notizen

[13]BINI A., BUONCRISTIANI J.-F., COUTERRAND S., ELLWANGER D., FELBER M., FLORINETH D., GRAF H.R., KELLER O., KELLY M., SCHLÜCHTER C. & SCHOENEICH P. (2009) : die Schweiz während des letzteiszeitlichen Maximums (LGM) 1:500’000, Bundesamt für Landestopografie, swisstopo. [14]GEOLOGISCHER ATLAS DER SCHWEIZ, 1 :25'000, BLATT 1169 SCHÜPFHEIM. Geocover, Stand: September 2012.

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[15]GERBER M.E. & WANNER J. (1984) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 1128 Langenthal, Atlasblatt 79 mit Erläuterungen. [16]GERBER M.E. (1994) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 1129 Sursee, Atlasblatt 84 mit Erläuterungen. [17]HALDEMANN E.G., HAUS H.A ., HOLLIGER A., LIECHTI W., RUTSCH R.F.& DELLA VALLE G. (1980) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 1188 Eggiwil, Atlasblatt 75. [18]HANTKE R. (2006) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 1151 Rigi mit Nordteil von Blatt 1171 Beckenried, Atlasblatt 116 mit Erläuterungen. [19]HOLLIGER A. (1955) : Geologische Karte Gebiete „Schändlifluh - Rotbach Waldemme - Hilfenrental - Hürnliegg - Marbach – Flühli“, 1 :10'000. [20]ISLER A.& MURER R. (2002): Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 1149 Wolhusen, nicht publiziert. [21]ISLER A., PASQUIER F.& HUBER M. (1984) : Geologische Spezialkarte Nr. 121, Geologische Karte der zentralen Nordschweiz mit angrenzendem Gebiet von BadenWürttemberg. [22]JÄCKLI H. A., PASQUIER F.& HUBER M. (1972): Hydrogéologische Karte der Schweiz;1:100‘000, Blatt Bözberg-Beromünster mit Erläuterung. [23]JORDI H.A., BITTERLI T. & GERBER M.E. (2003) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1:25'000, Blatt 1108 Murgenthal, Atlasblatt 113 mit Erläuterungen. [24]KAUFMANN F. J., Geologische Karte des Pilatus im Auftrage der schweiz. Geologischen Commission - Winterthur : Wurster & Randegger & Cie., [25]KOPP J. (1945) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 186 Beromünster, 187 Hochdorf, 188 Sempach, 189 Eschenbach, Atlasblatt 18 mit Erläuterungen. [26]KOPP J., BENDEL L.& BUXTORF A. (1955) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 202 Rothenburg, 203 Emmen, 204 Malters, 205 Luzern, Atlasblatt 28 mit Erläuterungen. [27]MOHLER H.-P., SCHAUB H.& STAUFFER M., (1965) : Geologische Originalkarte, Swisstopo, 1 :10'000, W-Teil Sörenberg, plus benachbarte Teilgebiete. [28]OTTIGER R., FREIMOSER M. JÄCKLI H. KOPP J.& MÜLLER E. (1990) : Geologischer Atlas der Schweiz, 1 :25'000, Blatt 1131 Zug, Atlasblatt 89. [29]SCHIDER R. (1913) : Geologische Karte der Schrattenfluh [Kartenmaterial] ; Schweiz. Geologische Kommission. - Zürich : Hofer & Co. [30]WILDI W. (1984)** : Isohypsenkarte der quartären Felstäler in der Nord- und Ostschweiz, mit kurzen Erläuterungen. Eclogae geol. Helv. Vol. 77, Nr. 3, 541 – 551. 10.4

Grundwasserberichte

[31]GEMEINDEWERKE HOCHDORF, WASSERWERKE (1975)* : Grundwasseruntersuchungen zwischen dem Baldegger- und dem Hallwilersee, hydrogeologisches Gutachten. Bearbeitung R. Mengis + R- Schmidt. [32]KANTON LUZERN, AMT FÜR GEWÄSSERSCHUTZ (1978)* : Hydrogeologische Untersuchungen im Surental zwischen dem Sempachersee und Büron, Schlussbericht. Bearbeitung : R. Mengis + R. Schmidt. [33]KANTON LUZERN, AMT FÜR GEWÄSSERSCHUTZ (1978) : Grundwasserforschung im Luthern- und Wiggertal, Phase 1: Grunlagenbeschaffung, Zusammenfassender Bericht. Bearbeitung : R. Mengis + R. Schmidt, Dr. Bendel AG, Geotest AG und Dr. L. Wyssling.

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[34]KANTON LUZERN, AMT FÜR GEWÄSSERSCHUTZ (1979)* : Abklärungen der Grundwasserverhältnisse im Gebiet Hochdorf – Ballwil – Eschenbach. Bearbeitung Arbeitsgemeinschaft R. Mengis + R. Schmidt und Dr. L. Wyssling. [35]KANTON LUZERN, AMT FÜR GEWÄSSERSCHUTZ (1984)* : Grundwassererforschung im Luthern- und Wiggertal, Kanton Luzern ; Schlussbericht der Untersuchungsperiode 1977 bis 1983. Bearbeitung Arbeitsgemeinschaft R. Mengis + R. Schmidt, Dr. Bendel AG, Geotest AG und Dr. L. Wyssling. [36]KANTON LUZERN, AMT FÜR GEWÄSSERSCHUTZ, GEMEINDEWERKE HOCHDORF (1981)* : Grundwasseruntersuchungen zwischen Baldegger- und Hallwilersee, Bericht über den Grosspumpversuch vom Winter 1980/1981. Bearbeitung R. Mengis + R- Schmidt. [37]KANTON LUZERN, AMT FÜR UMWELT UND ENERGIE (2010)** : Grundwassererkundung Rickenbach – Wetzwil, Geoelektrische Untersuchungen. Bearbeitung Geotest AG, Bericht Nr. L09221.1 [38]KANTON LUZERN, AMT FÜR UMWELTSCHUTZ (1989)** : Grundwasser-Schutzareale Riedmatt, Niederhölzli und Marchstein im Unteren Surental ; Geoelektrische und Hydrometrische Vorabklärung, Bericht Nr. 88320. Bearbeitung Geotest AG. [39]KANTON LUZERN, AMT FÜR UMWELTSCHUTZ (1990)* : Grundwassererforschung im Tal der Kleinen Emme, Schlussbericht der Untersuchungsperiode 1981 – 1990. Bearbeitung Arbeitsgemeinschaft R. Mengis + H.G. Lorenz AG, Hydrotest AG und Büro für Hydrogeologie AG. [40]KANTON LUZERN, AMT FÜR UMWELTSCHUTZ (1990) : Grundwassergebiet Sempach – Neuenkirch, Hydrogeologische Untersuchungen. Bearbeitung Dr. Max Korner. [41]KANTON LUZERN, AMT FÜR UMWELTSCHUTZ (1997)* : Grundwasservorkommen im Reusstal und Rontal, Hydrogeologische Verhältnisse, Bewirtschaftung und Schutz des Grundwassers : Schlussbericht der Untersuchungsperiode 1989 – 1997. Bearbeitung Dr. P.P. Angehrn AG, Geotest AG, R. Mengis + H.G. Lorenz AG und Kantonales Amt für Umweltschutz, Luzern. [42]KANTON LUZERN, KANTONALES AMT FÜR UMWELTSCHUTZ (1988)* : Gebiete für die Wärmenutzung aus dem Grundwasser, Surental. Bearbeitung Geotest AG, Bericht Nr. 84145.

10.5

Regionale Geologie und diverse Berichte

[43]GEOTECHNISCHES INSTITUT AG (1966)*: Überbauung Hochdorf : Voruntersuchung über die Baugrundverhältnisse. Bericht N°728 [44]GEOTECHNISCHES INSTITUT AG (1968)**: Abwassersanierung Hiztkirchertal : Bericht über die generellen Baugrundverhältnisse. Bericht N°905 [45]JÄCKLI H. (1977)* : Grundwasseruntersuchungen am Lindenberg, Kantone Aargau und Luzern. [46]JORDAN P. (2010)**: Analysis of overdeepened valleys using the digital elevation model of the bedrock surface of Northern Switzerland. Swiss J Geosci 103, 375384. [47]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT (1977)* : Unterführung SBB, Güterweg Santenberg, Altishofen, Baugrunduntersuchung. Bearbeitung Dr. von Moos AG [48]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT, ABTEILUNG NATIONALSTRASSENBAU (1972)* : Schweizerische Nationalstrasse N2, Abschnitt Kantonsgrenze AG/LU – Sursee,

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Kantonsstrasse Dagmersellen – Nebikon, Geotechnische Untersuchung für das Detailprojekt, Streckenbericht. Bearbeitung Dr. A. von Moos AG. [49]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT, ABTEILUNG NATIONALSTRASSENBAU (1972)* : Schweizerische Nationalstrasse N2, Abschnitt Kantonsgrenze AG/LU – Sursee, Teilstrecke Kantonsgrenze AG/LU – Uffikon (km 55.5 – 64.4), Geotechnische Untersuchung für das Detailprojekt, Streckenbericht. Bearbeitung Dr. A. von Moos AG. [50]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT, ABTEILUNG NATIONALSTRASSENBAU (1972)* : Schweizerische Nationalstrasse N2, Abschnitt Kantonsgrenze AG/LU – Sursee, Teilstrecke Uffikon – Sursee, km 65.0 – 71.5, Geotechnische Untersuchung für das Detailprojekt, Streckenbericht. Bearbeitung Dr. A. von Moos. [51]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT, ABTEILUNG NATIONALSTRASSENBAU (1974)* : Schweizerische Nationalstrasse N2, Abschnitt Rothrist – Luzern, Teilstrecke Sursee – Eich, km 71.400 – 78.000, Geotechnische Untersuchung für das Detailprojekt, Streckenbericht. Bearbeitung Dr. A. von Moos. [52]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT (1977)* : Neue Wiggerbrücke, Güterweg Altishofen – Dagmersellen, Baugrunduntersuchung. Bearbeitung Dr. von Moos AG. [53]KANTON LUZERN, TIEFBAUAMT, ABTEILUNG NATIONALSTRASSENBAU (1982)* : Schweizerische Nationalstrasse N14, Abschnitt Sedel – Gisikon, Teilstrecke km 4.200 bis km 9.960, Geotechnische Untersuchung. Bearbeitung R. Mengis + R. Schmidt. [54]LINIGER M. (2000)**: Rutschungen und Murgänge Laui (Sörenberg, LU). Bull. Angew. Geol., Vol 5/1, 93-98. [55]LOUIS K. & AL (2008)**: Der Schuttstrom vom 15/16. Juli 1775 in Weggis - Rekonstruktion des Ereignisses und Beurteilung des vorhandenen Gefahrenpotenzials. Bull. Angew. Geol., Vol 13/1, 55-81 [56]MENGIS R. & SCHMIDT R., GEOTECHNISCHES UND HYDROGEOLOGISCHE BERATUNG (1977)*: ARA Moosmatten, geotechnisches Gutachten. Bericht N°74 247.1 [57]MÜLLER B.U. & SCHLÜCHTER C. (1997)**: Zur Stellung der Zeller Schotter in der alpinen Eiszeiten-Chronologie und ihre stratigrafische Beziehung zu den Schieferkohlen von Gondiswil. Eclogae geol. Helv. Vol. 90, Nr. 2, 211 – 227. [58]REGION OBERAARGRAU (2008): Geotopinventar Region Oberaargau: N°20, Der Kohleweiher von Gondiswil. Bearbeitung Dr. V. Binggeli, Büro Kappeler und U. Reinmann. [59]SPRINGMANN S. M., HERRMANNS-STENGELE R., KATZENBACH R., MARTINENGHI L, SEMPRICH S., THUT A. & VON MOOS M. (2006)**: Festkolloquium zur Verabschiedung von Prof. Dr. Peter Amann, Aktuelle Problemen der Geotechnik: Beispiel 2: A2 durch das Uffiker Moos, Kanton Luzern. Veröffentlichungen des Instituts für Geotechnik (IGT) der ETHZ, Band 224. [60]WEGMÜLLER S. (1985)**: Vegetationsgeschichtliche Untersuchungen im Schieferkohlegebiet von Gondiswil/Ufhusen. Jahrbuch des Oberaargaus. Merkur AG, Langenthal, 13-30

10.6

Berichte aus dem Archiv der Landesgeologie

[61]SGN 16013 (1977): Baugrunduntersuchungen für Überführung über SBB bei Chotten, Sursee

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[62]SGN 16014 (1976): Baugrunduntersuchungen für Fussgängerunterführung bei Bifang, Sursee [63]SGN 16017 (1976): Baugrunduntersuchungen für Fussgängerunterführung an der Suhre, Sursee [64]SGN 16017 (1976): Baugrunduntersuchungen für Fussgängerunterführung N. Altstadt, Sursee [65]SGN 16152 (1979): Baugrunduntersuchungen für Siloneubauten S Bahnhof, Wauwill. [66]SGN 16331 (1980): Baugrunduntersuchungen für Fabrikneubau bei Chruezmatt, Wauwil.

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