Wasserhaltung

Baugruben und Leitungszonen müssen wäh- rend der Bauzeit trocken gehalten werden. Für die Wasser(ab)haltung ist die Lage des Grund- wasserspiegels von grundsätzlicher Bedeutung.

Befindet sich die Bauwerkssohle über dem Grundwasserspiegel, sind nur Oberflächen, Schicht- und Hangwasser zu erwarten. Je nach Wassermenge und Bodenart kann die Grün- dungssohle geschützt werden durch:

– Abdecken mit Plastikfolien, – Anspritzen mit Bitumenemulsion, – Abdecken mit einer Betonschutzschicht.

Das zufließende Wasser muss durch Drainage abgeleitet werden.

Liegt die Bauwerkssohle unter dem Grundwas- serspiegel, ist eine wirksame Wasserhaltung nur durch Grundwasserabsenkung zu erzielen.

Dadurch lässt sich vermeiden, dass

– Grundwasser von den Seiten und von unten unter Druck in die Baugrube eindringt, – die vom Wasser durchströmten Böschun-

gen ihre Standfestigkeit verlieren und ein- rutschen,

– durch Auftrieb die entstehende Bausohle aufschwimmt.

Für die Sicherheit der in der Baugrube Be- schäftigten und die Erhaltung des entstehenden Grundbaus ist ein störungsfreier Betrieb der Wasserhaltung unerlässlich. Grundwasserab- senkungsanlagen bedürfen deshalb der ständi- gen Überwachung durch optische und akusti- sche Signalanlagen.

Fortschritt und Technik erfordern es, – Grundwasser von Baustellen abzuhalten,

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– Trinkwasser dem Boden zu entnehmen oder an der Erdoberfläche zu fassen und dem Verbraucher zuzuführen,

– Abwasser bei fehlendem natürlichen Gefäl- le zu heben und gereinigt dem Vorfluter (Bach, Fluss, usw.) zu übergeben.

Pumpen übernehmen diese Aufgaben, saugen das Wasser an und drücken es hoch.

Wichtige Baupumpen sind:

– Membranpumpe. Diese alte Pumpe wird noch im Baubetrieb verwendet.

– Kreiselpumpe. Sie ist die am häufigsten verwendete Pumpe, da sie voll automati- sierbar und wartungsarm ist. Saughöhe ≤ 8 m. Jede Förderdruckhöhe ist erzielbar.

– Vakuum-Baupumpe. Sie ist zum Betrieb von Brunnenanlagen zur Wasserhaltung

≤ 8 m Tiefe geeignet.

Im rauen Baubetrieb behaupten sich die altbe- währten Membranpumpen. Für die Förderung von Flüssigkeiten vom Reinwasser bis zum Schlamm setzen sich immer mehr die Kreisel- pumpen durch. Die Saughöhe aller Pumpen beschränkt sich auf ca. 8 m; die Druckhöhe und Fördermenge sind von der Art der Pumpe abhängig.

Die offene Wasserhaltung ist das einfachste und billigste Verfahren der Wasserhaltung.

Das aus der Baugrube nicht fernzuhaltende Oberflächenwasser wird mit eventuell austre- tendem Sickerwasser und Stauwasser erfasst, gesammelt und aus der Baugrube gepumpt.

(Abb. 3.16) Die Sammelstellen sind die Tief- punkte, sie heißen Pumpensümpfe. Die Bau- grube ist so auszuheben, dass stets Gefälle zum Pumpensumpf besteht. Vor Erreichen der planmäßigen Sohle wird der Aushub unterbro- chen und im Allgemeinen die Baugrube mit einer kiesummantelten Dränschicht umschlos- sen. Sie hat die Aufgabe:

– das Planum während der Bauzeit zu ent- wässern,

– Schicht- und Hangwasser abzuleiten, – Grundwasser abzusenken und

– kapillar aufsteigendes Wasser abzuleiten.

Strömt Wasser aus der Baugrubensohle aus, ist es vorteilhaft, die Sohle tiefer auszu- schachten und ein Kiesfilter oder Filtervlies einzubauen.

Bild 3.16: Offene Wasserhaltung

Die Dränung muss das aus dem Kiesfilter und der Sickerpackung anfallende Wasser aufnehmen und in den Pumpensumpf ableiten können. Die zur besseren Ableitung des Wassers eingebau- ten Rohre lassen sich einteilen in:

– Vollsickerrohre aus haufwerkporigem Be- ton (poröse Betonsickerrohre) mit unter- schiedlichen Porositäten z.B. für Grobsan- de/Kiese mit lichten Weiten von 80 bis 500 mm; Längen von 0,50, 0,75 und 1,00 m;

aus Kunststoff mit Schlitzen (gewellte Kunststoffrohre) mit lichten Weiten von 80, 100 und 150 mm; Längen von 5 m oder endlos auf Rollen.

– Dränrohre aus Hart-PVC (gewellt) als Ringbund mit lichtem Durchmesser von 40 bis 200 mm.

– Teilsickerrohre aus haufwerkporigem Be- ton mit dichter Sohle, aus gewellten Kunst- stoffrohren mit Schlitzen und aus längs ge- rieften Kunststoffrohren. Die Abmessun- gen entsprechen denen der Vollsickerrohre.

Vollsickerrohre sind gegenüber Teilsicker- rohren leistungsfähiger, da sich die Was- sereintrittsöffnungen gleichmäßiger über den Rohrumfang verteilen. Solange dem Vollsickerrohr Wasser zuströmt, vermag das bereits eingedrungene Wasser auch nicht nach unten abzufließen.

Teilsickerrohre werden dann vorgezogen, wenn die Gefahr besteht, dass sich bereits gesammeltes Wasser ohne Zustrom von äuße- rem Wasser wieder verläuft und in den Unter- grund versickert; Aufweichungsgefahr!

Nach Möglichkeit ist eine Ringdränung anzu- streben. Die lichten Durchmesser des Dränroh- res sollen mindestens 100 mm betragen, das Sohlgefälle bei Rohren wenigstens 0,5 % und das Sohlgefälle bei Sickerpackungen 1 % sein.

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Dränrohre werden im vorbereitetem Graben im Allgemeinen entgegen der Fließrichtung, d.h.

von unten nach oben, verlegt. Dabei sollten sie mit ihrem Rohrscheitel mindestens 20 cm unter der zu entwässernden Schicht liegen.

Bei Vollsickerrohren ist eine Filterschicht von ungefähr 10 bis 20 cm erforderlich, die die Aufnahme des Sickerwassers erleichtert und das Sickerrohr gegen Eindringen von Feintei- len aus dem bindigen Boden schützt.

Teilsickerrohre müssen direkt auf der ins vor- geschriebene Gefälle gebrachten Grabensohle verlegt werden.

Bei allen Verlegarbeiten sind die Geradheit und das vorgeschriebene Gefälle der Rohrleitungen (keine Mulden) besonders zu überprüfen.

Bei der Überdeckung der Leitungen dürfen keine Bodenteile in die Dräne gelangen. Die Rohre müssen ihre Lage behalten und dürfen nicht beschädigt werden.

Das durch Dränwirkung bedingte Eindringen bin- digen Bodens in die Sickerröhre führt zu Verstop- fung. Dies lässt sich vermeiden, wenn zwischen Sickerpackung und Boden ein bodenstabiler Filter angeordnet wird. Dieser lässt zwar Wasser durch, hält aber Bodenteilchen zurück und besteht meist aus kornabgestuften Kies-Sanden.

Heute werden vielfach Dränmatten und Drän- platten aus Kunststoff verwendet, die den gleichen Zweck erfüllen.

Pumpensümpfe lassen sich oft aus senkrecht eingelassenen Betonrohren oder Brunnenrin- gen herstellen. Anzahl und Größe der Pumpen- sümpfe richten sich nach Art und Größe der Baugrube und Wassermenge.

Werden die Baudräne nicht mehr benötigt, sind sie zuverlässig gegen den Pumpensumpf mit Beton zu verstopfen und damit unwirksam zu machen.

Die offene Wasserhaltung ist das einfachs- te und billigste Verfahren, eine Baugrube im Grundwasserbereich trocken zu halten.

Eine Grundwasserabsenkung wird dann vor- genommen, wenn sich durch viel eindringendes Grundwasser an der Bauwerkssohle und an den Wänden die Baugrube nicht mehr durch offene Wasserhaltung sichern lässt. Dabei muss es möglich sein, das anfallende Grundwasser in einen Vorfluter abzuleiten. Außerdem dürfen durch die veränderten Grundwasserverhältnisse keine Schäden auftreten. Das Grundwasser wird, noch bevor es in die Baugrube eintritt, durch ringförmig um die Baugrube gelegte Rohrbrunnen abgefangen.

Durch entsprechend tiefes Abpumpen des gefassten Grundwassers bis unterhalb der Gründungssohle senkt sich auch der ursprüng- liche Grundwasserspiegel ab, so dass die vor- gesehene Baugrube trocken gehalten werden kann (Bild 3.17).

Bild 3.17: Wasserhaltung im Vakuumverfahren 3

Die Rohrbrunnen (Flach- oder Tiefbrunnen) sind als Filterbrunnen ausgebildet. Der Durchmesser der Rohre richtet sich nach der Durchlässigkeit des Bodens, der Fördermenge und der Absenktiefe; er liegt zwischen 100 und 600 mm.

Bei Böden aus Feinsanden (Treibsande) ist vorwiegend für die Wasserhaltung das Vaku- umverfahren anzuwenden. Bei diesem Verfah- ren wird den Böden aus Sanden mit Fließeigen- schaften (Vakuumböden genannt) das an den einzelnen Bodenkörnern anhaftende Wasser mit Unterdruck entzogen. Der weiter haftende Teil des Wassers zieht durch den Unterdruck die Bodenteilchen fest an den Brunnen heran. Da- durch lassen sich diese Vakuumböden verfesti- gen und werden zum stechbaren Spatenboden.

In einer solchen Baugrube kann völlig trocken gearbeitet werden. Bei Vakuumböden ist stets beiderseits der Baugrube je eine Brunnenreihe aus Filterbrunnen einzuspülen. Zum Einspülen der Filter mit Spülpumpe wird ein Wasserdruck von ... 25 bar benötigt. Bei tieferen Baugruben sind wegen der erreichbaren Saughöhe (≤ 6 m) ggf. die Brunnen auf 0,80 m breiten Bermen in der Baugrube einzuspülen.

Zum Einspülen werden Spüllanzen verwendet.

Die Spüllanzen können nach Beendigung des Spülvorgangs herausgeschraubt und für das Einspülen der nächsten Brunnen wieder ver- wendet werden.

Zur Erzeugung des Unterdrucks (0,7 bis 0,9 bar) und zur Förderung des Wassers werden Hochleistungsvakuumpumpen eingesetzt.

Während der Dauer der Wasserhaltung darf das Pumpen nicht unterbrochen werden. Nach Abschluss der Arbeiten können die Filter ge- zogen werden, wenn sich der normale Grund- wasserstand eingependelt hat.