Verbautechnik

Aushub einer Baugrube

Die Baugrube ist der Raum unterhalb der Geländeoberfläche, dessen Form dem im Untergrund gelegenen Teil einer zu errichtenden baulichen Anlage entspricht. Hinzu kommen die zur Herstellung des Bauwerks erforderlichen seitlichen Arbeitsräume sowie der Platzbedarf für die Baugrubensicherung.^[1] Zu den Bestandteilen einer Baugrube gehört die Baugrubenumschließung und die Baugrubensohle. Bei der Baugrubenumschließung wird zwischen einer Böschung und einem Baugrubenverbau unterschieden.

Entscheidend für die Ausbildung einer Baugrube sind zudem die Wasserverhältnisse. So wird die Art der Baugrubenumschließung, die Ausbildung der Baugrubensohle sowie die Wasserhaltung und Drainage maßgeblich vom anstehenden Grundwasser beeinflusst.

Baugrubenumschließung

Arbeitsraum

Unabhängig von der gewählten Baugrubenumschließung ist zu beachten, dass zwischen dem Böschungsfuß oder dem Rand des Baugrubenverbaus und der Außenseite des entstehenden Gebäudes ein lichter Arbeitsraum von mindestens 0,5 Meter vorhanden sein muss.^[2] Eventuell vorhandene Schalungen, Gerüste oder ähnliches dürfen diesen Arbeitsraum nicht einschränken. Bei günstigen Raumverhältnissen und zu erwartenden aufwendigen Arbeiten an der Gebäudeaußenwand, beispielsweise das Anbringen einer Bitumendickbeschichtung, ist ein Arbeitsraum von 1,0 bis 1,5 Meter empfehlenswert.

Geböschte Baugrube

Steil geböschte Baugrube

Sind die Platzverhältnisse ausreichend, kann eine geböschte Baugrube ausgeführt werden. Die Einrichtung einer geböschten Baugrube stellt ein günstiges und einfaches Bauverfahren dar. Die Böschung ist zu diesem Zweck nach den Vorgaben der entsprechenden Normen, wie etwa DIN 4124, und den Vorschriften der Berufsgenossenschaft anzulegen und darf keine Gefährdung für die Beschäftigten darstellen. Insbesondere ist der Böschungswinkel auf die Boden- und Wasserverhältnisse abzustimmen.

Weiterhin ist oberhalb der Böschung ein 0,6 Meter breiter Streifen von Lasten (Baustoffe oder Aushubmaterial) freizuhalten, um ein Abrutschen der Böschungskante zu verhindern. Bei hohen Baugrubenböschungen kann es angebracht sein, Bermen einzubauen. Die Berme dient dazu, nachrutschendes Material aufzufangen und sollte spätestens nach 3,0 Metern Grabentiefe zur Anwendung kommen. Sie sollten zum Begehen mindestens 0,6 Meter breit sein, Bermen zum Auffangen abrutschender Teile dagegen mindestens 1,5 Meter.

Allgemein gelten folgende Böschungswinkel ohne Nachweis der Standsicherheit:^[3]

• bei nichtbindigen oder weichen bindigen Böden 45°
• bei steifen oder halbfesten bindigen Böden 60°
• bei felsigen Böden 80°

Die Standsicherheit der Böschung ist gemäß DIN 4124 nachzuweisen, wenn:^[3]

• die Böschung höher als 5,0 Meter ist
• die oben genannten Böschungswinkel überschritten werden
• schwierige Boden- und Wasserverhältnisse vorliegen
• vorhandene bauliche Anlagen gefährdet werden können
• die Böschungsoberkanten mit Auflasten größer 10 kN/m² belastet wird
• die Geländeoberfläche stärker als 1:10 geneigt ist
• die Böschungsoberkante im Abstand von 1,0 Meter mit Fahrzeugen befahren wird

Baugrubenverbau

Baugrubenverbau mit rückverankerter Bohrpfahlwand

Sind die Platzverhältnisse, wie beispielsweise im innerstädtischen Bereich, stark beengt oder erlauben die Boden- und Wasserverhältnisse keine geböschte Baugrube, so ist ein Baugrubenverbau auszuführen. Der Verbau verhindert Einsturz, nachrutschendes Erdreich, eindringendes Wasser oder Erosion und schützt so Arbeitsraum, Geräte und Menschen vor Gefahren und Beeinträchtigungen. Die Ausführung und Standsicherheit eines Verbaus sind Gegenstand von bautechnischen Nachweisen und durch entsprechende Normen geregelt.

Im Unterschied zum Grabenverbau, bei dem sich die seitlichen Sicherungen gegenseitig abstützen, wird beim Baugrubenverbau der Verbau hauptsächlich durch Rückverankerung oder Einspannung im Boden gesichert. Je nach Anforderung kommen dabei verschiedene Techniken zum Einsatz. Eine Alternative zur Rückverankerung und Einspannung ist der Düsseldorfer Deckel.

Techniken zum Baugrubenverbau

Bodenvereisung | Bohrpfahlwand | Düsenstrahlverfahren | Mixed-In-Place-Verfahren | Schlitzwand | Schmalwand | Spundwand | Trägerbohlwand

 

Baugrubensohle

Den unteren Abschluss der Baugrube bildet die Baugrubensohle, sie stellt die Gründungsebene für das zu errichtende Bauwerk dar. An sie werden gewisse Anforderungen hinsichtlich Ebenheit und Tragfähigkeit gestellt. Es muss zudem eine ausreichende Sicherheit gegenüber Grundbruch oder Sohlaufbruch vorhanden sein. Sie ist vor Durchnässung oder Auflockerung zu schützen, da sich sonst später Schäden am Gebäude durch Setzungen ergeben können. Bindet die Baugrube in das Grundwasser ein, so ist die Baugrubensohle abzudichten. Dies kann mit Hilfe von Injektionssohlen oder Unterwasserbetonsohlen geschehen.

Baugrubenaushub

Baumaschinen bewerkstelligen den Baugrubenaushub

Der Baugrubenaushub fällt in den Bereich des Erdbaus und wird maschinell getätigt. Er kann in mehreren Phasen ablaufen. Zunächst ist der Oberboden (Mutterboden) abzutragen und vorschriftsgemäß zu lagern. Anschließend kann der anstehende Boden abgetragen werden. Hierfür eignen sich Baumaschinen wie Bagger, Radlader und Laderaupen. Diese verladen den Boden in Lkw oder bringen ihn bei kurzen Entfernungen selbst zur Lagerstätte. Der Boden, der nicht zur Wiederverfüllung der seitlichen Arbeitsräume benötigt wird, ist abzufahren.

Zur Abrechnung des Baugrubenaushubs muss das Baugrubenvolumen bestimmt werden, teilweise unter Berücksichtigung verschiedener Bodenschichten. In einfachen, jedoch seltenen Fällen stellt die Baugrube ein Quader oder ein Pyramidenstumpf dar. Diese Körper lassen sich mit geschlossenen Formeln berechnen. In der Praxis sind die geometrischen Körper jedoch häufig kompliziert, da die Baugrubensohle kein Rechteck darstellt oder das Urgelände nicht parallel zur Baugrubensohle liegt. Außerdem können Rampen und gekrümmte Baugrubenwände vorkommen.

Für die rechnerische Ermittlung der Volumen dieser Baugruben erlaubt die Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB/B) die Verwendung von Näherungsverfahren. Ein Verfahren, das zu relativ genauen Ergebnissen führt, stellt das Prismenverfahren dar. Dieses Verfahren ist in den Regelungen für die Elektronische Bauabrechnung (REB) Nr. 22.013 des Gemeinsamen Ausschusses Elektronik im Bauwesen (GAEB) beschrieben.

Siehe auch

• Aufgrabung

Normen und Standards

• DIN 4124 – Baugruben und Gräben; Böschungen, Verbau, Arbeitsraumbreiten
• DIN 4084 – Baugrund; Gelände- und Böschungsbruchberechnungen
• Empfehlungen des Arbeitskreises Baugruben (EAB)

Einzelnachweise

1. ↑ Rudolf Floss: ZTVE – Kommentar mit Kompendium Erd- und Felsbau. Kirschbaum Verlag, Bonn 1997, ISBN 3-7812-1430-3, S. 304. 
2. ↑ Balder Batran: Grundwissen Bau. Handwerk und Technik Verlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-582-03500-X, S. 49. 
3. ↑ ^{a b} Konrad Zilch: Handbuch für Bauingenieure. Springer Verlag, Berlin 2002, ISBN 3-540-65760-6, S. Kapitel 4 – Seite 120.