Weniger Mängel durch korrekte Bauausführung

13.05.2005

Mängel bei der Bauausführung von Abwasserkanälen wie z. B. eine zu schmal gewählte Grabenbreite oder eine falsche Bettung der Rohre sind häufige Ursache für spätere Schäden an den verlegten Rohren. Oftmals treten diese Fehler bereits kurz nach den Verlegearbeiten auf und machen nicht selten eine gutachterliche Betrachtung notwendig.Um derartige Mängel zu vermeiden, sind bei der Planung und Ausführung wichtige Aspekte zu beachten.

Statische Berechnung

Die entscheidende Schnittstelle zwischen der Planung und der Bauausführung stellt die statische Berechnung der Rohre nach ATV DVWK-A 127 dar, welche bei "normalen" Baustellen - wenn überhaupt erstellt - leider oft lediglich der Form halber abgeheftet und nicht weiter beachtet wird.
Nur ein kritischer Abgleich der tatsächlichen Situation auf der Baustelle mit den Vorgaben der Statik und die konsequente Beachtung und Umsetzung wesentlicher Parameter schützen vor vermeidbaren Schäden.

Grabenbreite

Ebenso unerlässlich ist es, die korrekte Grabenbreite zu wählen. Ein schmaler Graben reduziert zwar Aushub- und Verfüllmassen und bietet durch die "Gewölbewirkung", d.h. das Abstützen der Verfüllung gegen die seitlichen Grabenwände, rechnerisch oft Vorteile. In einem schmalen Graben fehlt jedoch der Arbeitsraum seitlich der Rohre, welcher zur Umsetzung einer ausreichenden Verdichtung insbesondere des Zwickelbereichs erforderlich ist. In einer zu schmal geplanten bzw. ausgeführten Grabenbreite liegt oftmals eine wesentliche Ursache für spätere Schäden an den Rohren, wobei bereits die Mindestgrabenbreiten nach DIN EN 1610 eine ausreichende Verdichtung im Zwickelbereich erschweren.
Bettung der Rohre

Die Bettung der Rohre beeinflusst deren Belastung enorm. Fehler im Bereich der Bettung stellen daher die bei weitem häufigste Ursache für Schäden an neu verlegten Rohren dar. Für die Rohrstatik nach ATV DVWK-A 127 wird die Bettung definiert durch den Lagerungsfall (Auflagerung im Boden oder auf festem Untergrund) und den vom Planer festzulegenden Auflagerwinkel. Bei der Verlegung nach DIN EN 1610 bzw. ATV DVWK-A 139 wird die Bettung durch die Dicke der unteren bzw. oberen Bettungsschicht definiert, wobei die Dicke der oberen Bettungsschicht durch den Auflagerwinkel bestimmt wird. In ATV DVWK-A 139 heißt es: "Die Lagerungsdichte der oberen Bettungsschicht muss mindestens der Lagerungsdichte der unteren Bettungsschicht entsprechen." Vereinfacht ausgedrückt: Das Verfüllmaterial im Zwickelbereich der Rohre muss mindestens so gut verdichtet werden, wie die Grabensohle bzw. die untere Bettungsschicht. Die Umsetzung dieser wesentlichen Forderung (s. Bild 1) stellt auf der Baustelle ? besonders bei schmalen Gräben ? oft große Probleme dar. Die Grabensohle kann in der Regel problemlos mit zum Teil schweren Rüttelplatten verdichtet werden, im engen Zwickelbereich können jedoch meist nur Handstampfer eingesetzt werden, wodurch allerdings nur eine sehr viel geringere Lagerungsdichte erzielt wird.
Verlegung und Ausrichtung

Eine gleichmäßige Bettung über den Bereich des statisch angesetzten Auflagerwinkels ist zur Vermeidung von Schäden ebenso erforderlich wie eine gleichmäßige Auflagerung der Rohre in Längsrichtung. Die DIN EN 1610 fordert deshalb folgerichtig: "Abschließende Verlegekorrekturen dürfen nicht durch örtliches Herummurksen erfolgen." Darüber hinaus können durch die Verwendung von ausreichend (vom Rohrhersteller empfohlenem) Gleitmittel sowie geeignetem Gerät Schäden beim Zusammenfügen der Rohre vermieden werden.
Verdichtung der Grabenverfüllung

Die Seitenverfüllung (oberhalb der Bettung neben dem Rohr) ist auf beiden Seiten des Rohres nach den Vorgaben der Rohrstatik gleichmäßig lagenweise einzubringen und zu verdichten. Die Verdichtung der Seitenverfüllung ersetzt hierbei nicht - wie in der Praxis oftmals angenommen - die sorgfältige Verdichtung des Zwickelbereiches. Bei der lagenweisen Verdichtung der Hauptverfüllung (oberhalb der Abdeckung der Rohre) nach den Vorgaben der Rohrstatik darf bis 1,0 m über dem Rohrscheitel (im verdichteten Zustand gemessen) kein schweres Verdichtungsgerät eingesetzt werden. Der Ansatz "Viel hilft viel" führt hier oft zu einer Überlastung und Schädigung der Rohre.
Art und Rückbau des Verbaus

Die Art des Verbausystems hat einen großen Einfluss auf die statische Belastung der Rohre. Es sind daher bei der Bauausführung unbedingt die Vorgaben der Rohrstatik zu beachten. Besonders die Verwendung von Spundwandprofilen, deren Einbindung bis unterhalb der Grabensohle reicht ("Unterrammung") kann sich sehr negativ auswirken. Das Ziehen der Spundwände nach der Grabenverfüllung führt unweigerlich zu einem Hohlraum im Boden ("Verbauspur"), wodurch Setzungserscheinungen des Bodens und damit Spannungsumlagerungen im "Rohr-Boden-System" entstehen und eine Lastkonzentration auf das Rohr bewirken. Es sollten hier unbedingt die Berechnungsansätze der ATV-Arbeitsgruppe 1.5.5 beachtet werden, welche diese Lastkonzentrationen berücksichtigen.
Neues Verfahren

Die Hauptursachen für Schäden an neu verlegten Rohren liegen bei Ausführungsmängeln im Bereich der Bettung. Zur Vermeidung dieser Fehlerquellen werden derzeit verschiedene Entwicklungen vorangetrieben. In einem Verbundforschungsvorhaben unter der Leitung des Ingenieurbüros Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner, Bochum wird derzeit ein spezielles Verlegeverfahren erarbeitet. Ziel ist es, ein Verfahren zu entwickeln, um Rohre mit einem optimierten Querschnitt weitgehend ohne einen seitlichen Arbeitsraum zu verlegen und die Verbauspur zwischen Rohr und gewachsenem Boden gleichzeitig mit dem Entfernen des Verbaus homogen zu verfüllen (s. Bild 2).

Kontakt

Dipl.-Ing. Hendrik Oettinghaus, Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH, Bochum

44801 Bochum

Telefon:

02 34 / 51 67 - 151

Fax:

02 34 / 51 67 - 109

E-Mail:

hendrik.oettinghaus@stein.de

© 2024 visaplan GmbH, ein Unternehmen der Prof. Dr. Ing. Stein & Partner GmbH

UNITRACC 3.10.15.1