Drainage (Geotechnik)

Unter einer Drainage, auch Dränage, versteht man in der Geotechnik das unterirdische Erfassen von Wasser (im Bereich des Untergrundes) und das drucklose Abführen zu einem Vorfluter im Bereich des Bauwerkes. Folgende Möglichkeiten eine Drainage durchzuführen sind derzeit bekannt:

Drainagerohre

Diese werden in einen Graben verlegt, wobei die Tiefe und Breite des Grabens abhängig ist von der Durchlässigkeit des zu drainagierenden Untergrundes. Das Drainagerohr besteht meist aus PVC-Rohren mit einem Durchmesser von 50–200 mm. Das glatte oder auch grippte Drainagerohr hat Schlitze über den Umfang verteilt, durch die das Wasser in das Rohr eintreten kann. Dabei gibt es über den Rohrumfang gesehen voll oder teilgeschlitzte Rohre. Teilgeschlitzte Rohre werden verwendet um das gesammelte Wasser auch definiert wie in einem Gerinne ableiten zu können.

Ein wesentlicher Bestandteil bei der Verlegung der Drainagerohre im Gelände ist die Hinterfüllung der Rohre. Hierbei ist ein körniges Material zu verwenden, das nicht durch die Schlitze der Rohre eindringen darf und das aber auf der anderen Seite so kleinkörnig ist, dass keine Feinteile aus dem umliegenden Boden in das Hinterfüllungsmaterial eindringen kann. Weiters muss das Hinterfüllungsmaterial aber wesentlich durchlässiger sein als der Boden, damit dieser auch drainagiert wird. Zur Auswahl des Hinterfüllungsmaterials verwendet man dabei eine Filterregel z.B. von Karl von Terzaghi.

Von einer Einbettung der Drainagerohre oder auch der Filterkörper in ein Vlies ist abzuraten, da Schwebstoffe im Vlies hängen bleiben können und so aus dem durchlässigen Vlies mit der Zeit eine undurchlässige Dichtungsfolie wird. Empfehlenswert ist aber die Ummantelung des Drainagerohres durch einen gestrickten Drainageschlauch mit definierter Durchlässigkeit für Schwebteilchen, womit sowohl Funktionalität wie Lebensdauer des Drainagerohres nachweislich erhöht werden.

Drainagepfahl

Drainagepfahl

Seit jahrtausenden werden Pfähle und Brunnen ^[1] separat gebaut; warum nicht beide Bauteile kombinieren? Beim Drainagepfahl ^[2] werden die Eigenschaften beider Bauteile vereint. Somit wird mit einem Bauteil die Lasteinleitung in den Untergrund bei gleichzeitiger Bearbeitung des Grundwassers durch abpumpen bzw. einleiten von Wasser ermöglicht.

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  Herstellung des Drainagepfahles

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  Filterrohr und Bewehrung

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  fertiger Drainagepfahl

Bei der Herstellung des Drainagepfahles wird zunächst eine verrohrte Bohrung abgeteuft, und von allen Bodenteilen freigelegt. Anschließend wird das Filterrohr (z.B. Schlitzbrückenrohr) zusammen mit der Pfahlbewehrung eingebaut. Es wird dann im unteren Bereich des Drainagepfahles ein Drainagebeton (Einkornbeton ø 4-8mm) eingebracht. Darüber wird mit einem normalen Beton der Pfahl fertigbetoniert. Anschließend wird die Verrohrung, die zum Schutze der Herstellung notwendig war, gezogen. Nach dem Aushärten des Zementleimes kann nun der Drainagepfahl seine Funktion sowohl zur Lastabtragung als auch zur Wasserregulierung aufnehmen.

Drainagewand

Ähnlich wie bei einem Drainagepfahl kann das Prinzip auch bei einer Schlitzwand die als Drainagewand ^[3] ausgeführt wird, angewendet werden.

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  Drainagewand zweiseitig

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  Drainagewand einseitig

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  Ansicht Baugrube mit Drainagewand

Somit ist eine Verbauart möglich, die als Drainageverbau sehr platzsparend ist und eine Reihe von wesentlichen Eigenschaften in sich beinhaltet, die bei herkömmlichen Baugruben mit wesentlich mehr Aufwand und Kosten hergestellt werden müssen.

Gerade die Möglichkeit bei einer Wand das Grundwasser einseitig zu verändern ermöglicht zahlreiche Anwendungen, die weit über die Anwendung bei Baugruben hinaus geht.

Drainageanker

Bei natürlichen Hängen ist das vorkommende Hangwasser meist problematisch, wenn man einen Einschnitt oder eine Baugrube in den Hang einschneiden möchte. Das anströmende Hangwasser erzeugt auf das Bauwerk ob Verbau, Stützbauwerk oder endgültiges Bauwerk einen Wasserdruck, der sehr unangenehme Folgen hat. Um diesem Problem auszuweichen, kann man Drainageanker ^[4] so anordnen, dass das Hangwasser bereits tief vor dem Einschnitt gesammelt wird und drucklos mit Leitungen abgeleitet wird. Gleichzeitig wird auch eine Reduzierung des Porenwasserdruckes erreicht, dies führt ebenfalls zur zusätzlichen Stabilisierung eines Hanges.

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  Schnitt Baugrube mit Drainageankern

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  Detail Kopfausbildung Drainageanker

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  Detailbild Filtermörtel der Fa. Ischebeck

Bei der Ausführung ist wesentlich, dass die Drainageanker steigend in den Untergrund eingebohrt werden, damit das zu drainagierende Wasser auch drucklos durch den Drainmörtel abrinnen kann.

Baugrube mit aktiven Drainageankern

Diese Drainageanker wurden bereits mehrfach sehr erfolgreich bei Baugruben, Hangverbauungen und hinter Stützmauern bis zu einer Tiefe von 14 m in Hänge eingebaut. Es ist bei unterschiedlichsten Bodenarten von Geschiebe über feinkörnige Schichten bis hin zum Fels eine positive Anwendung zu verzeichnen. Das nebenstehend gezeigte Beispiel stammt aus einen Baugrubensicherung im Hochgebirge Höhe ca. 20 m; Baugrubenlänge ca. 120 m. Mit den eingebauten Drainageankern konnte das Hangwasser bis zu 10 m hinter der Baugrube bereits gefasst und dann auch abgeleitet werden.

Literatur

1. ↑ Simmer K: „Grundbau Teil 2 (Baugruben und Gründungen)“; BG Teubner 18. Auflage 1999
2. ↑ Bernhard Wietek: „Dränageverbau“ ; Tiefbau-Ingenieurbau-Strassenbau 05/83 S 322-327; 1983
3. ↑ Bernhard Wietek: „Drainage Walling as Excavation Support“; 2nd Int,Conf. On Case Histories in Geotech. Engineering, June 1988, St.Louis, USA, Paper 5.03
4. ↑ Bernhard Wietek: „Einzigartiger Drainageanker-Einsatz“ ; Österr. Bau Zeitung Heft 9-2008 S 33-35

Siehe auch

• Geotechnik
• Anker (Geotechnik)
• Tiefgründung