Grabenaufbruch bei Lecks in Strassen

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1 Von: Christoph Ruchti dipl. Bauingenieur FH Mitglied der Schulleitung Leiter Ausbildung Tiefbau und Verkehrswegbau Ausbildungszentrum des schweizerischen Baumeisterverbandes Postfach 6210 Sursee Veranstaltungsort:

2 Schweizerischer Brunnenmeisterverband Grabenaufbruch bei Lecks in Strassen Christoph Ruchti AZ SBV

3 Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung 3 2 Grundlagen Sicherheitsvorschriften Vorhandene Werkleitungen Allgemeines Aufgaben der Beteiligten Abklärung von Werkleitungen Aufbruchbewilligung Bewilligung für Grabenaufbruch Gebühren Lage der Werkleitungen Zoneneinteilung Vertikale Anordnung und Überdeckung Minimale horizontale Abstände paralleler Leitungen 19 3 Signalisation 20 4 Grabenbau Einleitung Allgemeines Grundsätze für die Bauausführung Arbeitsvorbereitung Arbeitssicherheit Vorhandene Leitungen Wasserhaltung Allgemeines Wirkung des Wassers bei Bauarbeiten Gefahren bei Gräben und Baugruben Allgemeines Mögliche Probleme bei geböschten Gräben Mögliche Probleme bei gespriessten Gräben Grabenquerschnitt Grabenprofil Festlegung des Grabenprofils Ungespriesste U-Gräben Weitere Festlegungen Grabenaushub Aushubarbeiten Baugrund Wahl des Aushubverfahrens Grabenübergänge 37 AZ SBV 1

4 4.6.1 Allgemeines Fussgängerübergänge Fahrzeugübergänge Ausführung von V-Gräben Arbeitsbreite Stabilität der Grabenböschungen Ausführung von U-Gräben Grabenbreite Arbeitsbreite U-Graben Spriessungen Einleitung Wahl des Spriesssystems Ausbau der Spriessung Transport und Entsorgung Grabenauffüllung Allgemeines Bezeichnungen Warnbänder Rohrumhüllung Rohrbefestigungen Grabenauffüllung 48 5 Grabeninstandsetzung Grundlagen Asphalt im Strassenbau Grundlagen Einleitung Belagseinbau von Hand Eignung der Mischguttypen Vorbereitung Trag-/Binderschicht Deckschicht 60 6 Verrechnung 63 AZ SBV 2

5 1 Einleitung Schon die Kulturvölker des Altertums erstellten für das Wasser Zu- und Ableitungen: Die Minoer auf Kreta verfügten bereits vor 4'000 Jahren über Wasserzuleitungen aus Stein oder glasiertem Ton. Die Römer erstellten vor gut 2'000 Jahren bis zu 100 km lange Wasserleitungen, die meist unterirdisch, teilweise aber auch über Brücken (Aquädukte) in grössere Städte führten. Und immer haben Leitungsbrüche Brunnenmeister in Atem gehalten. Robert Harris beschreibt in seinem Weltklassiker Pompeji die Arbeite des aquarius (Wasserbaumeister, Brunnenmeister) Attilius im Vorfeld und während dem Ausbruch des Vesuvs 79 n. Chr. im heutigen Italien. Den Ausbruch ankündende Erdbeben lassen die lebenswichtige Aqua Augusta (die Wasserversorgungsleitung der Region) absacken und versiegen. AZ SBV 3

6 2 Grundlagen Wo kein Kläger, da kein Richter. Doch wenn ein Kläger, dann Im Skript kommen Bezeichnungen wie Bauleiter oder Auftraggeber vor. In der Regel ist das der Brunnenmeister! Auch bei Störfällen gelten Vorschriften, Verordnungen, Richtlinien, die Regeln der Baukunde, etc. In allen Kapiteln sind solche aufgeführt. Sie sind nur auszugsweise erwähnt und gelten in ihrer Vollständigkeit. 2.1 Sicherheitsvorschriften Für die Gewährleistung der Arbeitssicherheit auf der Baustelle auch bei Störungen und Notfällen - sind folgende Vorschriften und Weisungen strikte zu befolgen. Verordnung des Bundes Bau AV Bauarbeitenverordnung EKAS Richtlinien, Reglemente, Verordnungen Tragbare Leitern Abschaltbarkeit, Energieabbau von Maschinen Hebezeuge SUVA-Vorschriften Sicherheitszeichen, Richtlinien, Weisungen, Broschüren Warnzeichen Tragbare Leitern SBA VSS Norm Schweizerische Blätter für Arbeitssicherheit Temporäre Signalisation auf Hauptund Nebenstrassen AZ SBV 4

7 2.2 Vorhandene Werkleitungen Allgemeines Unterirdische Werkleitungen werden in der Regel im öffentlichen Grund und Boden und nur in Ausnahmefällen in privaten Grundstücken verlegt. Bei Grabarbeiten im Strassenbereich stossen wir deshalb oft auf Werkleitungen. Über vielen Leitungen sind in der oberen Grabenauffüllung Plastikbänder ( Warnbänder) eingelegt. Diese Warnbänder weisen darauf hin, dass man beim Graben demnächst auf wichtige oder gefährliche Werkleitungen stossen wird. BauAV: Bestehende Anlagen sowie Werkleitungen Aufgaben der Beteiligten Im 5. Abschnitt der Bauarbeitenverordnung (BauAV) wird bezüglich bestehender Anlagen sowie Werkleitungen vorgeschrieben: Art. 20 Bestehende Anlagen 1 Vor Beginn der Bauarbeiten muss abgeklärt werden, ob im Arbeitsbereich Anlagen vorhanden sind, durch die Personen gefährdet werden können, namentlich elektrische Anlagen, Verkehrsanlagen, Leitungen, Kanäle, Schächte, Anlagen mit Explosionsgefahr oder Giftstoffen. 2 Sind solche Anlagen vorhanden Norm SIA 118, Pflichten des Bauherrn Norm SIA 118, Pflichten des Unternehmers Der Bauherr hat nach der SIA Norm 118, Art 5 vor Baubeginn die örtlichen Gegebenheiten zu ermitteln, wozu er unter anderem abklärt ober- und unterirdische Leitungen (wie z.b. für Stark- und Schwachstrom, Gas und Wasser, Erdölprodukte), insofern sie die auszuführende Arbeit behindern oder durch diese gefährdet werden könnten. Anderseits schreibt die gleiche Norm dem Unternehmer in Art. 110 Sorgfaltspflichten vor: Der Unternehmer sorgt dafür, dass benachbarte Bauwerke, Anlagen, Leitungen, Grundwasservorkommen und Quellen durch seine Arbeiten nicht beeinträchtigt werden, und gibt hiefür die erforderlichen Weisungen. Er darf sich dabei auf die in den Ausschreibungsunterlagen enthaltenen Angaben verlassen, hat aber mit der gebotenen Sorgfalt vorzugehen. AZ SBV 5

8 Da zwischen Leitungserhebung und Ausführung (Störfall) oft ein längerer Zeitraum liegt, wird der Unternehmer in aller Regel aber im Werkvertrag dazu verpflichtet, vor Beginn von Grab- oder Aushubarbeiten Art und Lage möglicher Werkleitungen und allenfalls zu treffende Schutzmassnahmen bei den betreffenden Werken und/oder einem zentralen Leitungsbüro abzuklären. Unterlässt der Unternehmer diese Abklärungen, so haftet er für allfällige Beschädigungen und muss auch allfällige Schadenansprüche angeschlossener Teilnehmer vergüten. Eine seriöse Abklärung der vorhandenen Werkleitungen ist auch zur Sicherheit der Mitarbeiter unumgänglich! Abklärung von Werkleitungen In Städten und grösseren Gemeinden wird von einem Leitungsbüro ein Leitungskataster geführt. Darin werden die Leitungen aller Werke auf Situationsplänen eingezeichnet und nachgeführt. Die Angaben über die vorhandenen Werkleitungen werden zunehmend in elektronischer Form erfasst und können so einfach als Werkleitungspläne für einen beliebigen Bereich in jedem gewünschten Massstab in der Regel farbig ausgedruckt werden. Einzelne Dienstleister (Bsp. swisscom) stellen ihre Daten online im Internet zur Verfügung. Nicht alle Werke melden ihre baulichen Massnahmen immer sofort dem entsprechenden Leitungsbüro, so dass der Leitungskataster unter Umständen nicht auf dem neuesten Stand ist! Bei wichtigen oder gefährlichen Leitungen ist es sinnvoll, die Leitungen vom Leitungseigentümer abstecken zu lassen und gemäss Angabe des Werkes sorgfältig zu sondieren. AZ SBV 6

9 Die Leitungseigentümer oder die von ihnen beauftragten Leitungsbüros geben Richtlinien heraus, die der Bauunternehmer beachten muss: zu treffende Schutzmassnahmen bei der Bauausführung beim Verlegen neuer Leitungen. Für die Abklärung vorhandener Werkleitungen sind Musterformulare zweckmässig: Zum Teil werden standardisierte Hinweise für die Arbeitsausführung zusammen mit den Unterlagen über die Werkleitungen abgegeben (Beispiel Region Zug auf den nächsten Seiten). AZ SBV 7

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13 2.3 Aufbruchbewilligung Bewilligung für Grabenaufbruch Da erdverlegte Werkleitungen häufig im Bereich von Strassen liegen, muss vor Arbeitsbeginn eine Aufbruchbewilligung für den Strassenbereich eingeholt werden. Die Erteilung dieser Bewilligung kann unterschiedlich geregelt werden: vom einzelnen Bauvorhaben unabhängige übergeordnete Regelung - Konzession - Verfügung - Vertrag - Bewilligung (z.b. im Rahmen der Baubewilligung) Regelung des konkreten Vorhabens Viele Vorhaben werden einzeln geregelt, wobei der Strasseneigentümer (Bund, Kanton, Gemeinde, ) die Anforderungen zum Teil in Reglementen oder anderen Handlungsrichtlinien festgelegt hat. Bevor der Unternehmer mit den Grabarbeiten im öffentlichen Grund beginnt, muss er sich also vergewissern, dass die erforderliche Bewilligung des Grundeigentümers vorliegt. In vielen Fällen wird diese Bewilligung von der Bauherrschaft oder Bauleitung eingeholt, andernfalls muss sich der Unternehmer darum kümmern. Für absehbare Grabarbeiten ist alles klar geregelt. Für Aufbrüche bei Störfällen gelten andere Regeln. Es sind die Regelungen der einzelnen Strasseneigentümer zu beachten. Bei Leitungsbrüchen ist in der Regel ein Aufbruchgesuch im Nachgang einzureichen. Auf den nächsten Seiten ist das Gesuchsformular für Bauarbeiten und Grabungen im Strassenraum des Tiefbauamtes des Kantons Zug als Beispiel aufgeführt. AZ SBV 11

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19 2.3.2 Gebühren Leitungen in Strassen und deren Unterhalt stellen eine Sondernutzung der Strasse dar. Diese Sondernutzung ist gebührenpflichtig. Die Höhe allfälliger Gebühren wird durch den Strasseneigentümer festgelegt. Sie setzten sich aus Spruchgebühren, Schreibgebühren sowie weitere Auslagen zusammen. Ein Minderwert der Strasse ein jeder Aufbruch vermindert den Wert des Werkes wird meist nicht in Rechnung gestellt. Die Gebührenfrage ist unterschiedlich geregelt. Exemplarisch die Lösung des Kantons Luzern. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von "Leitungs-Bewilligungen" im Kanton Luzern: Die Bewilligung mit Konzession bei Neubauten von Leitungen, gemäss Rohrleitungsgesetzt. Bei dieser Bewilligung wird der administrative Aufwand (meist einige hundert Franken) durch die Bewilligungsbehörde, das Raumplanungsamt, verrechnet. Die Aufbruchbewilligung bei Reparaturarbeiten oder bei Ersatz von bestehenden Rohrleitungsanlagen. Diese Bewilligung ist kostenlos und wird vom Strasseninspektorat erteilt. 2.4 Lage der Werkleitungen Norm SIA 205 Die Norm SIA 205 " Verlegung von unterirdischen Leitungen Räumliche Koordination und technische Grundlagen" enthält Angaben zur Projektierung von Werkleitungen. Doch auch hier gilt: Hüten Sie sich vor den Ausnahmen! Zoneneinteilung Der Untergrund des Strassenraums wird zur Erzielung einer wirtschaftlichen Raumnutzung in Zonen eingeteilt. Jede Zone stellt einen horizontal und vertikal abgegrenzten Bereich dar, innerhalb welchem Leitungen eines bestimmten Versorgungsbereichs verlegt werden. AZ SBV 17

20 Beispiel: Strasse mit beidseitigem Gehweg Legende: T/E Zone der Telekommunikations- und Elektrizitätsleitungen G Zone der Gasleitungen W Zone der Wasserleitungen A Zone der Abwasserleitungen Vertikale Anordnung und Überdeckung Die Überdeckung wird ab OK Leitung bzw. Schutzrohr gemessen. Leitungen höherer Versorgungsebenen (Transport, Groberschliessung), welche keine Anschlüsse aufweisen und wenig Unterhalt erfordern, werden mit Vorteil tiefer verlegt als die übrigen Leitungen. AZ SBV 18

21 2.4.3 Minimale horizontale Abstände paralleler Leitungen Die Masse entsprechen den horizontalen Abständen zwischen den Leitungen. AZ SBV 19

22 3 Signalisation Ein Grabenaufbruch, egal durch was provoziert, gilt als Baustelle und ist entsprechend zu signalisieren und zu beleuchten. Der sicherste Weg, um Komplikationen rund um die Signalisation und Verkehrsführung zu umgehen, ist das Aufbieten der Polizei. Diese gibt vor Ort kompetent Anweisungen über die korrekte Signalisation, unterstützt Sie bei der Verkehrsregelung und verhindert so gegebenenfalls Haftungsfolgen. Der Anhang zur Norm SN (Temporäre Signalisation auf Haupt- und Nebenstrassen) ist ein handliches und rechtlich verbindliches Arbeitsinstrument für die korrekte Signalisierung der wichtigsten Baustellentypen auf Haupt- und Nebenstrassen. In den seltensten Fällen sperrt der Brunnenmeister eine Baustelle ab, doch als Bauleiter/Bauherr trägt er Mitverantwortung. Der Anhang gehört zu den Unterlagen jedes Brunnenmeisters. Er ist zu beziehen beim Schweizerischen Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute VSS, Seefeldstrasse 9, 8008 Zürich. Auf die umfassende Thematik Signalisation und Abschrankung wird im Lehrmittel nicht näher eingegangen. AZ SBV 20

23 4 Grabenbau 4.1 Einleitung Allgemeines Gräben werden in der Regel nicht durch den Brunnenmeister und seine Mitarbeiter erstellt. Es ist jedoch unerlässlich, dass er als verantwortlicher Auftraggeber und/oder Bauleiter auch im Störfall mit den wichtigsten Regeln des Grabenbaus vertraut ist. In den einschlägigen Normen finden sich deshalb Anweisungen für die Erstellung und das Wiedereinfüllen von Gräben: Norm SIA (EN 1610) "Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen" Norm SIA 190 "Kanalisationen" VSS-Norm SN "Grabarbeiten Ausführungsvorschriften" Die entsprechenden Regelungen sind in den folgenden Abschnitten berücksichtigt Grundsätze für die Bauausführung Der Tiefbauunternehmer ist in der Regel nur zuständig für das Erstellen und Sichern des Grabens, das fachgerechte Einbringen der Rohrumhüllung, das Auffüllen und die Instandsetzung des Grabens. Vor jeder Grabarbeit müssen bei den entsprechenden Leitungseigentümern Angaben über unterirdische Leitungen für Gas, Wasser, Kanalisationen, Rohrpostanlagen oder Kabel für Stromversorgung, für Signal- oder Fernmeldeanlagen usw. im Arbeitsbereich eingeholt werden. Die Leitungseigentümer (gegebenenfalls das offizielle Leitungsbüro) sind für verbindliche Auskünfte über Lage und Tiefe von Leitungen zuständig. Auskünfte und Angaben Dritter sind oft ungenau und mit grosser Vorsicht anzuwenden. Vor Beginn der Arbeiten sind die Planunterlagen nochmals genauestens auf Leitungsangaben zu überprüfen. Bei Unklarheiten sind die bestehenden Leitungen vom Eigentümer abstecken zu lassen. AZ SBV 21

24 Werden im Bereich der Baustelle nachträglich Leitungen festgestellt, ist der Leitungseigentümer sofort zu benachrichtigen. Auf Verlangen des Bauherrn oder bei eigener Unsicherheit, Arbeiten nur im Beisein eines Beauftragten des Leitungseigentümers ausführen. Schwierige Arbeiten im Leitungsbereich nur im Beisein eines Vertreters des Leitungseigentümers durchführen und den Aushub von Hand vornehmen. Das Personal über die Bedeutung der Leitungen sowie die Gefahren, welche bei allfälligen Beschädigungen auftreten können, informieren. Aussergewöhnliche Vorfälle unverzüglich den Vorgesetzten und /oder dem Leitungseigentümer melden. Treten trotz Einhaltung aller Vorschriften und Vorsichtsmassnahmen Beschädigungen auf, ist der Leitungseigentümer sofort zu benachrichtigen. Das Weiterarbeiten im Bereich beschädigter Leitungen kann zu Gefährdungen für Leib und Leben führen (Elektrizität, Gas, Wasser). Terrainveränderungen (Rutschungen, Anrisse, Materialabbrüche usw.) im Leitungsbereich, die Werkleitungen gefährden können, sind den Leitungseigentümern sofort zu melden. Bei Beschädigungen von Leitungen können die Verantwortlichen strafrechtlich verfolgt werden. In fast allen Vorgaben, Verträgen, Normen und Regelwerken ist von der Verantwortung des grabenden Unternehmers für die Einholung der Werkleitungen die Rede. Nicht übersehen werden darf die Tatsache, dass ein Unternehmer, der innert Stundenfrist mit den Grabarbeiten in einem Störfall beginnen sollte, oft keine seriöse Abklärung über die Lage und den Verlauf von Werkleitungen machen kann! Der Brunnenmeister ist in der Mitverantwortung. AZ SBV 22

25 4.1.3 Arbeitsvorbereitung Bei maschinellen Grabarbeiten können grosse Schäden entstehen, die zu erheblichen Kosten und Zeitverlust führen: Schäden an Maschinen und Sachen Schäden an Gebäuden und Einrichtungen Unfälle Wiederinstandstellung Ausfallkosten bei Betriebsunterbrüchen Bussen Der Unternehmer ist gesetzlich verpflichtet, sich mit den örtlichen Verhältnissen und dazu gehören natürlich auch bestehende Kabel und Leitungen vertraut zu machen. Alle im Baubereich liegenden Werkleitungen sind eindeutig anzuzeichnen. Beim Aushub sind alle Vorkehrungen zu treffen, um die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten sowie die vom Werkeigentümer oder von der Bauleitung angeordneten Massnahmen, um vorhandene Leitungen zu sichern und zu schützen und damit die Gefahr von allfälligen Beschädigungen auf ein Minimum zu reduzieren. Der Unternehmer ist verpflichtet, Verhältnisse, die eine fachgerechte oder rechtzeitige Ausführung des Werkes in Frage stellen der Bauleitung ohne Verzug anzuzeigen. Verletzt er diese Pflicht, so hat er die sich daraus ergebenden nachteilige Folgen selbst zu tragen. Ebenso hat der Unternehmer Unstimmigkeiten oder andere Mängel, die er bei der Ausführung seiner Arbeit erkennt, unverzüglich anzuzeigen und die Bauleitung auf nachteilige Folgen aufmerksam zu machen. Auch muss er die Bauleitung abmahnen, wenn er bei der Ausführung seiner Arbeit feststellt, dass ihm erteilte Weisungen der Bauleitung fehlerhaft sind oder ihm Verantwortungen (z.b. hinsichtlich Gefährdung Dritter) auferlegen. Zu einer guten Arbeitsvorbereitung gehören insbesondere die folgenden Massnahmen: Installationen, Deponieplätze usw. sind so anzulegen und zu betreiben, dass die zu erstellenden Bauwerke nicht beeinträchtigt werden. Gebäude, Kulturen, Einfriedungen usw. sind durch geeignete Massnahmen vor Beschädigungen zu schützen. Im Bereich von überbautem Gebiet sind Baumaschinen mit möglichst geringer Lärmentwicklung einzusetzen. Die zulässigen Schallpegel sind einzuhalten. AZ SBV 23

26 Sind bei den Arbeiten Schäden an Liegenschaften der Umgebung, z.b. als Folge von Leitungsbrüchen usw. zu befürchten, wird es heikel. Beweissichernde Massnahmen (Aufnahme von Rissprotokollen, Anbringen von Risssiegel u.ä.) können in der Regel nicht vorgängig im Einvernehmen mit der Bauherrschaft, sondern nur punktuell während und kurz nach einem Störfall durchgeführt werden. bei bestehenden Werkleitungen können folgende Massnahmen angezeigt sein: - Erstellen von Sondierlöchern. - Leitungen von Hand freilegen, aufhängen und sichern, um Schäden zu vermeiden. - Durchfliessende Medien kurzfristig abstellen (Gas, Wasser, Elektrisch usw.). - Einhalten der vorgeschriebenen Sicherheitsabstände (z.b. bei Gashochdruckleitungen) Arbeitssicherheit Grabarbeiten können immer eine Gefährdung von Mitarbeitenden und Dritten bedeuten. In der Norm SIA 118 ist in Art. 104 klar festgehalten: Norm SIA 118 Sicherheit der am Bauwerk Beschäftigten Unternehmer und Bauleitung sind bei der Erfüllung ihrer Aufgaben verpflichtet, die Sicherheit der am Bauwerk Beschäftigten zu gewährleisten. Auf die Sicherheit ist Rücksicht zu nehmen: schon bei der Projektierung, dann bei der Festlegung des Bauvorganges, insbesondere der Reihenfolge der Arbeitsabläufe, und schliesslich bei der Ausführung der Arbeiten. Der Unternehmer trifft die notwendigen Schutzmassnahmen zur Unfallverhütung und Gesundheitsvorsorge; er wird hierbei von der Bauleitung unterstützt. Wesentliche Forderungen, die der Arbeitssicherheit dienen, sind in der BauAV (Bauarbeitenverordnung) enthalten: Sicherheitsmassnahmen planen Art. 3 Planung von Bauarbeiten Bauarbeiten müssen so geplant werden, dass das Risiko von Unfällen der Gesundheitsbeeinträchtigungen möglichst klein ist und die notwendigen Sicherheitsmassnahmen, namentlich auch bei der Verwendung von Arbeitsmitteln, eingehalten werden können. AZ SBV 24

27 Der Arbeitgeber hat dafür zu sorgen, dass für die Ausführung der Arbeiten geeignete Materialien, Installationen und Geräte in genügender Menge und rechtzeitig zur Verfügung stehen. Sie müssen sich in betriebssicherem Zustand befinden und den Anforderungen der Arbeitssicherheit und des Gesundheitsschutzes entsprechen. Besonders zu beachten sind: Art. 5 Schutzhelmtragpflicht Art. 14 Leitern Art. 15 Verwendung eines Seitenschutzes Art. 55 Allgemeines Ł Gräben, Schächte und Baugruben Art. 56 Böschungen Ł speziell auch bei Wassersättigung durch Leckwasser! Art. 57 Spriessungen Art. 59 Untergrabungen 1 Überhänge an den Böschungen oder Grabenwänden sind unverzüglich zu beseitigen. Einschub Referent: gilt auch bei Unterspülungen. 2 Freigelegte Gegenstände wie Bauwerksteile, Werkleitungen, Randsteine, Belagsteile, Findlinge, lose Steine, Bäume und Sträucher sind zu sichern. Daneben sind auch in weiteren Richtlinien und Merkblättern Massnahmen für die Sicherheit der Mitarbeiter enthalten. Als Beispiel soll der nachfolgende Auszug aus einer EKAS- Richtlinie dienen. Die EKAS-Richtlinie "Tragbare Leitern" beschreibt die Anforderungen an Leitern und bestimmt in Art.3.1 für deren Anwendung: Anlegeleitern müssen je nach Bodenbeschaffenheit unten gegen Wegrutschen, ungleiches Einsinken und Drehen gesichert sein, z.b. durch Anschlagleisten, Metalldorne, Gummifüsse, Gelenkfüsse, Anbinden. Anlegeleitern dürfen nur an sichere Stützpunkte angelegt werden AZ SBV 25

28 Aufgaben des Bauherrn Vorhandene Leitungen Aufgaben des Bauherrn Die Norm SIA 118, Art 5 verpflichtet den Bauherrn, ein hinreichend klares Projekt (Störfall =?) auszuarbeiten und die örtlichen Gegebenheiten zu ermitteln. Zu den örtlichen Gegebenheiten, die der Bauherr abklärt, gehören auch benachbarte Bauwerke, Verkehrs- und weitere Anlagen, Grundwasservorkommen und Quellen sowie ober- und unterirdische Leitungen (wie z.b. für Stark- und Schwachstrom, Gas und Wasser, Erdölprodukte), insofern sie die auszuführende Arbeit behindern oder durch diese gefährdet werden könnten. Diese Aufgaben werden in der Regel vom Bauherrn einem Projektverfasser (Ingenieur) übertragen. Die SIA Norm 190 verpflichtet den Projektverfasser, zu Beginn der Projektierungsarbeiten die spezifischen Erfordernisse und die örtlichen Verhältnisse insbesondere Lage und Höhe der angrenzenden Werkleitungen abklären. Aufgaben des Unternehmers Aufgaben des Unternehmers Dem Unternehmer wird in der Norm SIA 118, Art. 110 eine Sorgfaltspflicht überbunden: 1 Der Unternehmer sorgt dafür, dass benachbarte Bauwerke, Anlagen, Leitungen, Grundwasservorkommen und Quellen durch seine Arbeiten nicht beeinträchtigt werden, und gibt hiefür die erforderlichen Weisungen. Er darf sich dabei auf die in den Ausschreibungsunterlagen enthaltenen Angaben verlassen, hat aber mit der gebotenen Sorgfalt vorzugehen... Die VSS Norm SN beschreibt die zu treffenden Massnahmen zur Sicherung und zum Schutz vorhandener Leitungen: Massnahmen bei vorhandenen Leitungen Leitungen, die in Gräben angetroffen werden, sind während des Aushubs zu sichern und zu schützen besondere Vorschriften der Leitungseigentümer sind einzuhalten beim Auffüllen sind vorhandene Leitungen gegen spätere ungleiche Setzungen zu schützen Wasserleitungen müssen gegen Frost geschützt werden Druckleitungen sind bei Richtungsänderungen gegen Verschiebungen zu sichern AZ SBV 26

29 4.2 Wasserhaltung Allgemeines Während der Verlegearbeiten für die Leitungen sind die Gräben frei von Wasser (z.b. Regen-, Sicker-, Quell- oder Leckwasser aus Rohrleitungen) zu halten. Die dafür erforderlichen Massnahmen werden als Wasserhaltung bezeichnet. Art und Weise der Wasserhaltung dürfen die Rohrumhüllung und die Rohrleitung nicht beeinträchtigen. Auf Baustellen sind deshalb die nachfolgenden Grundsätze zu beachten: Abwässer sind nach Möglichkeit - zu vermeiden, - zu vermindern, - separat zu fassen, - zu rezirkulieren, - zu behandeln, - abzuleiten. Die Abhaltung, Fassung und Ableitung allen anfallenden Wassers wird nicht thematisiert. Die Wirkung von Wasser auf den Baugrund soll aber kurz erläutert werde Wirkung des Wassers bei Bauarbeiten Wasser im Baugrund Im Boden vorhandenes Wasser füllt die vorhandenen Poren ganz oder teilweise. Durch eine Zunahme des Wassergehaltes werden die Bodeneigenschaften verändert: Vergrösserung des Raumgewichtes - Zunahme der Belastungskräfte auf Spriesswände, - Setzungen im Untergrund, - Rutschungen bei Böschungen. Reduktion des inneren Zusammenhaltes (Kohäsion) - Zunahme der Belastungskräfte auf Spriesswände, - Verlust der Standfestigkeit bei Böschungen, - Geländebrüche als Folge von sich ausbildenden Gleitschichten. Durchnässung des Aushubmaterials - für Wiederverwendung ungeeignet, - Mehraufwand beim Transport, - Reinhaltung von Transportpisten und Strassen, - Probleme beim Deponieren. AZ SBV 27

30 Deshalb gilt es, den unerwünschten Zutritt des Wassers mit angepassten Wasserhaltungsmassnahmen zu reduzieren oder zu verhindern. Dabei können aufwändige Anpassungen im Arbeitsablauf (z.b. Wechsel des Grabenprofils, Änderungen der Spriessung) notwendig werden. Fliessendes Wasser in der Baugrube Fliessendes Wasser führt zu Ausspülungen des Bodens und damit zu Auflockerungen der Baugrubensohle Abtragungen in der Baugrubensohle oder auf Böschungen Unterspülungen und Destabilisierung von Baugrubenwänden, die dadurch einstürzen können Ziel der Wasserhaltung Die Einwirkung von Wasser auf Baugruben und die zu erstellenden Bauwerke können erhebliche Schwierigkeiten verursachen, die beim Bauen in einer trockenen Baugrube nie auftreten. Ziel jeder Wasserhaltungsmassnahme ist es die Baugrubensohle möglichst trocken zu legen und die Baugrubensohle möglichst trocken zu halten Es wird ausdrücklich auf die Verantwortung des Bauleiters/Bauherrn bezüglich Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Schutz der Umwelt hingewiesen. Besonders hingewiesen wird auf die Gefährdung durch zusätzlich in den Boden gelangendes Leckwasser sowie die Gefährdung durch Strom und Verbrennungsmotoren bei Pumpen. 4.3 Gefahren bei Gräben und Baugruben Allgemeines Beim Grabenbau wird ein Teil des Erdreiches, das ein natürliches Gefüge bildet, entfernt. Damit verlieren die angrenzenden Bodenbereiche die bisher vorhandene Stützung. Der Boden verfügt im Gegensatz zu Flüssigkeiten (z.b. Wasser) über einen von der Bodenbeschaffenheit abhängigen inneren Zusammenhalt und kann deshalb abgeböscht werden. Je nach Material kann bei Grabarbeiten die Böschungsneigung ausgebildet werden. AZ SBV 28

31 Die Grösse der bei Grabarbeiten auftretenden Kräfte ( Erddrücke) ist von den Eigenschaften des Baugrundes, also Zusammensetzung Lagerungsdichte Wassergehalt, Grundwasser vorhandene (latente) Gleitflächen abhängig. Der Erddruck wird zudem von zusätzlichen Lasten beeinflusst: Aushubdeponien Verkehrslasten Maschinen andere Auflasten wie Gebäude Wasserdrücke Gefährliche Instabilitäten beim Grabenbau können auftreten bei Missachtung der allgemeinen Grundsätze des Grabenbaus, falscher Einschätzung der wirkenden Kräfte, Spriessungen, die nicht den Vorgaben der Dimensionierung entsprechen oder nicht fachgerecht ausgeführt werden Mögliche Probleme bei geböschten Gräben Bei V-Gräben und auch bei nicht verspriessten U-Gräben können die folgenden Instabilitäten auftreten: oberflächliche Materialabbrüche ( Böschungsrutschung) tiefergreifende Rutschungen ( Geländebruch) Bei Instabilitäten von Böschungen besteht ein Missverhältnis zwischen den rückhaltenden Kräften im anstehenden Erdmaterial und den auf die Böschung einwirkenden Belastungen. Mögliche Ursachen für das Auftreten von Böschungsrutschungen oder Geländebrüchen sind Entlastung am Böschungsfuss durch die Grabarbeiten die Belastung der Böschungsoberkante, z.b. durch Materialdeponien AZ SBV 29

32 Die Böschungsrutschungen und Geländebrüche verlaufen meist langsam. Im Boden bilden sich Gleitflächen aus, die durch Wasser zusätzlich geschmiert werden. Das Erdmaterial beginnt zu Kriechen und im Bereich der Abrisskante entstehen Risse. Um eine Durchnässung der Böschung und damit das Benetzen von Gleitflächen zu vermeiden, sind geeignete Massnahmen zu ergreifen: Wasserzufluss zu den Böschungen am Böschungskopf durch Ableitungsgräben unterbinden Böschungen mit Bautenschutzfolien abdecken und den Wasserzutritt verhindern Böschungsrutschung Unter Böschungsrutschung versteht man das (teilweise) Abgleiten der Böschung. Ł Böschungsrutschung treten vorwiegend bei nicht bindigen Böden (Sand, Kies, usw.) auf. Als Massnahme gegen Böschungsrutschungen genügt in den meisten Fällen das Abflachen der Grabenneigung. AZ SBV 30

33 Geländebruch Als Geländebruch wird eine tiefgehende Rutschung der Böschung bezeichnet bei der auch eine Deformation der Grabensohle auftritt. Ł Geländebruch tritt vorwiegend bei bindigen Böden (siltige Tone, tonige Kiese, usw.) auf. Dem Geländebruch kann begegnet werden durch Entlastungen der Böschungsoberkante Belastung des Böschungsfusses Mögliche Probleme bei gespriessten Gräben Bei gespriessten Gräben sind Böschungsrutschungen nicht möglich. Instabilitäten umfassen immer auch die Spriessung. Man unterscheidet statischer Grundbruch hydraulischer Grundbruch statisches Versagen des Baugrubenabschlusses AZ SBV 31

34 4.4 Grabenquerschnitt Grabenprofil Je nach Verhältnissen wird der Graben mit senkrechten oder mit geneigten Wänden ausgeführt. Man unterscheidet deshalb U-Graben V-Graben U-Graben Als U-Graben wird ein Graben mit senkrechten Wänden bezeichnet. U-Gräben von mehr als 1.50 m Tiefe sind zu verspriessen, ausser in Sprengfels sowie in homogenem Fels, der mit mechanischen Geräten abbaubar ist (z.b. Sandstein oder Mergel). Grabenränder müssen bei Spriessungen auf eine Breite von mindestens 0.50 m horizontal frei gehalten werden. V-Graben Als V-Graben wird ein Graben mit abgeböschten, standfesten Wänden bezeichnet. Die Böschungsneigung ist der Standfestigkeit des Bodenmaterials anzupassen. Wird die Standfestigkeit des Baugrundes durch Witterungseinflüsse wie starke Niederschläge beeinträchtigt, sind geeignete Massnahmen zu treffen. Wenn das Bodenmaterial gefroren ist, darf die Böschungsneigung nicht reduziert werden, da beim Auftauen ein Verlust der Standfestigkeit eintreten kann. Grabenränder müssen bei V-Gräben auf eine Breite von mindestens 1.00 m horizontal frei gehalten werden. AZ SBV 32

35 4.4.2 Festlegung des Grabenprofils Gräben müssen so erstellt werden, dass die lichte Breite, im Sohlenbereich gemessen, ein sicheres Arbeiten gewährleistet Ł siehe auch Die VSS Norm SN legt fest, dass das Normalprofil des Grabens vor Beginn der Arbeiten zwischen Unternehmung und Bauherrn aufgrund der wesentlichen Einflussfaktoren Bodenart und Grundwasserverhältnisse Grabentiefe Spriessart Aushub- und Wiedereinfüllvorgang Aussendurchmesser der Rohre zu vereinbaren ist und folgende Festlegungen zu treffen sind: Arbeitsraum Verdämmungsabstand Instandstellung der Oberfläche (insbesondere Strasse) Bei der Festlegung der lichten Sohlenbreite sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen Grabenprofil - U-Graben - V-Graben Grabentiefe Arbeitsraum In der Bauarbeitenverordnung BauAV und in der VSS-Norm SN sind minimale Breiten des Arbeitsraumes definiert. Massgebend ist immer die grösste der verschiedenen lichten Sohlenbreite SB. AZ SBV 33

36 ungespriessete U-Gräben Ungespriesste U-Gräben Ungespriesste U-Gräben dürfen ausgeführt werden bei horizontalem Gelände bis 1.50 m Tiefe bei standfestem Baugrund bis 1.20 m Tiefe bei rolligem Baugrund bei geneigtem Gelände gemäss nachstehender Skizze 1:1 Tw standfester Baugrund Tw 1.50 m rolliger Baugrund Tw 1.20 m Weitere Festlegungen Im Interesse einer sicheren Arbeitsausführung werden in der BauAV weitere Festlegungen getroffen: Deponie Spriessungen Böschungsneigungen 4.5 Grabenaushub Aushubarbeiten Nach der BauAV Art. 59 sind Überhänge an den Böschungen oder Grabenwänden unverzüglich zu beseitigen Freigelegte Gegenstände wie Bauwerksteile, Werkleitungen, Randsteine, Belagsteile, Findlinge, lose Steine, Bäume und Sträucher zu sichern AZ SBV 34

37 Für die Aushubarbeiten sind gem. VSS-Norm SN die folgenden Grundsätze zu beachten: Aushub eines Grabens vom tiefsten Punkt her ausführen, damit der Wasserabfluss im Graben jederzeit sichergestellt ist im Strassenbereich Strassenbelag vorgängig auf seiner ganzen Stärke trennen, damit anliegende Belagsteile beim Entfernen des Belags nicht mitgerissen werden Grabenwände unmittelbar nach dem Aushub nachführen - gewährleistet bei U-Gräben ein sattes Anliegen der Spriessung - bearbeitete Böschungsflächen widerstehen der Erosion bei V-Gräben besser Böschungsflächen mit Schutzfolien abdecken Baugrund Standfeste Böden Zu den standfesten Böden gehören gut bis mässig verfestigte Silte, siltige oder tonige Sande und Kiese und andere. Diese Materialien lassen sich in der Regel vertikal abtragen, neigen aber bei steilen oder vertikalen Grabenwänden zu Ablösungen. Gräben in solchen Materialien dürfen nur bis zu einer Tiefe von 1.50 m unverspriesst mit vertikalen Wänden ausgebildet werden. Tiefer Gräben sind entweder zu verspriessen oder mit Böschungen zu versehen: höchstens 3 : 1 bei gutem verfestigtem Material höchstens 2 : 1 bei mässig verfestigtem, jedoch noch standfestem Material Rollige Böden Rollige Böden sind meistens saubere Kiese oder Sande, die nicht mit vertikalen Wänden abgegraben werden können. Grabenwände sind stabil wenn die Neigung nicht steiler als 1 : 1 bausgebildet werden. In rolligen Böden können auch kurzfristig keine senkrechte Grabenwände ausgebildet werden. Fliessende Böden Als fliessende Böden bezeichnet man Materialien, in denen ein Grabenaushub ohne vorherigen Einbau einer Spriessung praktisch nicht möglich ist. Ein Teil der standfesten Böden können bei Durchnässung fliessend werden. AZ SBV 35

38 4.5.3 Wahl des Aushubverfahrens Allgemein Ist Aushubmaterial für die Grabenauffüllung vorgesehen, so sind alle geeigneten Massnahmen zu treffen, damit das anfallende Aushubmaterial wieder verwendet werden kann: Verschiedenartige Aushubmaterialien sind getrennt zu lagern. Bindiges Aushubmaterial soll möglichst ohne Zwischendeponie wieder eingebaut werden. Ist eine Zwischendeponie nicht zu umgehen, so muss sie vor Durchnässung geschützt werden. Beim Grabenbau unterscheidet man zwischen Handaushub Maschinellem Aushub Aushub von Hand Trotz der weitgehenden Mechanisierung im Strassen- und Tiefbau ist Handarbeit auch heute noch erforderlich. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit soll der Handaushub aber auf so wenig wie möglich angewendet werden. Typische Anwendungen des Handaushubes sind Nacharbeiten der Grabenwände Nacharbeiten der Aushubsohle Freilegen von bestehenden Werkleitungen Maschineller Aushub Beim Grabenbau werden in der Regel Bagger eingesetzt. Auch wenn das ideale Gerät oft nicht zur Verfügung steht, geht es darum, die am besten geeignete Maschine auszuwählen. Die Lage von Werkleitungen im Bereich des Bauprojektes ist durch die Bauherrschaft bei den Werkleitungseigentümern abzuklären. Der Unternehmer hat die genaue Lage der Werkleitungen von Hand zu sondieren. AZ SBV 36

39 Massnahmen bei vorhandenen Leitungen Zur Sicherung und zum Schutz vorhandener Leitungen sind folgende Massnahmen zu treffen: Leitungen, die in Gräben angetroffen werden, sind während des Aushubs zu sichern und zu schützen besondere Vorschriften der Leitungseigentümer sind einzuhalten beim Auffüllen sind vorhandene Leitungen gegen spätere ungleiche Setzungen zu schützen Wasserleitungen müssen gegen Frost geschützt werden Druckleitungen sind bei Richtungsänderungen gegen Verschiebungen zu sichern Im Bereiche von Werkleitungen ist der anstehende Boden immer gestört, was auch Auswirkungen auf die Ausführung der Grabarbeiten hat. 4.6 Grabenübergänge Allgemeines Zur Aufrechterhaltung von Zugängen und Verkehrsverbindungen sind häufig Grabenübergänge für Fussgänger oder auch für Motorfahrzeuge zu schaffen. Die BauAV enthält auch Regelungen, die bei Grabenübergängen berücksichtigt werden müssen: Art. 10 Fahrbahnen Fahrbahnen müssen den zu erwartenden Lasten standhalten. Es sind Massnahmen zum Schutz der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer namentlich vor Steinen, Schmutz und Spritzwasser zu treffen Fussgängerübergänge Fussgängerübergänge können aus Holz gefertigt werden. Der Belag muss rutschsicher und genügend tragfähig sein, weshalb Gerüstbretter und nicht Schaltafeln zu verwenden sind. Für Geländerholm, Zwischenholm und Bordbrett gelten die Vorschriften der BauAV. Daneben sind auf dem Markt auch Grabenbrücken aus Aluminium erhältlich, die für Lagerung und Transport einfach zusammengeklappt werden können. AZ SBV 37

40 Zusammenklappbarer Fussgängerübergang aus Aluminium Fahrzeugübergänge Fahrzeugübergänge oder -brücken sind je nach Belastung und Spannweite zu dimensionieren. Bei Grabenbreiten bis maximal 2.00 m werden üblicherweise Stahlplatten von mm Dicke verwendet. Wegen der Gleitgefahr bei Nässe sind die Stahlplatten mit einem rutschfesten Belag (z.b. einfache Oberflächenbehandlung) zu versehen. Übergänge mit mehr als 2.00 m Spannweite sind mit Stahlträgern zu verstärken, die beidseits auf ein Widerlager abgestützt sind. Bei hohen Belastungen und bei grösseren Spannweiten ist es angezeigt, die Konstruktion durch einen Statiker berechnen zu lassen. Werden fertige Brücken als Fahrzeugübergänge eingesetzt, so sind diese unter Beachtung der Vorschriften des Herstellers einzubauen. Die Vorschriften zum Einbau provisorischer Stahlplatten entnehmen Sie bitte den Normen der jeweiligen Strasseneigentümer (Beispiel: Normblatt Belagsinstandstellung bei Gräben, Kanton Luzern). AZ SBV 38

41 4.7 Ausführung von V-Gräben Arbeitsbreite Bei der Ausführung von V-Gräben ist eine ungestörte Abwicklung der Arbeiten von grosser Bedeutung. Deshalb muss eine minimale Arbeitsbreite zur Verfügung stehen. A' M Z B o Z D d A F' f' T n:1 W F B n:1 W 1:1 Legende: A Arbeitsbreite A Breite Kulturerdeabtrag M Baupiste B Grabenbreite unten B o Grabenbreite oben Z Sicherheitsabstand gem. SN D Breite der Aushubdeponie d Breite der Humusdeponie T Grabentiefe n:1 Neigung der Grabenwand W Breite der Grabenwand F Querschnittfläche des Grabens F Querschnittfläche der Aushubdeponie f Querschnittfläche Kulturerdedeponie Folgende Randbedingungen sind zu beachten: Neigung der Grabenwand und Grabenbreite ergeben sich aus dem gewählten Grabenprofil. Bei dem Platzbedarf für Kulturerde- und Aushubdeponie ist die Auflockerung zu berücksichtigen. Der minimale Sicherheitsabstand beträgt Z 1.00 m. Bei der Breite der Transportpiste sind beidseitig Bankette (je m) sowie die erforderlichen Abböschungen zu berücksichtigen. AZ SBV 39

42 4.7.2 Stabilität der Grabenböschungen Bei der Ausführung von V-Gräben sind die Bodenverhältnisse von entscheidender Bedeutung: Winkel der inneren Reibung Kohäsion Wasser- und Frostempfindlichkeit Inhomogenitäten des Bodens Gleitschichten Böschungsneigungen Auch hier sind die Vorgaben der BauAV für Böschungen mit maximal 4 m Höhe bindend. Veränderung der Bodenzusammensetzung Ändert die Zusammensetzung des Bodens, so muss auch mit einer Veränderung der Bodeneigenschaften insbesondere der für die Böschungsstabilität entscheidenden Kohäsion gerechnet werden. Damit kann eine flachere Böschungsneigung erforderlich werden oder die Böschung kann steiler ausgebildet werden. Witterungseinflüsse V-Gräben sind besonders anfällig auf Witterungseinflüsse: Erosion der Oberfläche innere Erosion aus der Böschung bei Wasserzutritt Durchnässung bindiger Böden Frostschäden Inhomogenitäten des Bodens und Gleitschichten Auch an und für sich stabile Böschungen können Probleme bereiten, wenn der Boden nicht gleichmässig zusammengesetzt ( inhomogen) ist Gleitschichten vorhanden sind AZ SBV 40

43 4.8 Ausführung von U-Gräben Grabenbreite Ł siehe Die lichte Sohlenbreite SB wird nach BauAV und VSS-Norm bestimmt. Je nach Bodenart können die untersten 80 cm des Grabens unverspriesst beleiben, was sich auf die Breite des auszuführenden Grabens auswirkt: Arbeitsbreite U-Graben Meistens sind die Platzverhältnisse bei U-Gräben beschränkt, und das Aushubmaterial muss abgeführt oder an einem anderen Ort zwischengelagert werden. Steht jedoch genügend Platz zur Verfügung, so kann der Bauquerschnitt wie bei V-Gräben genutzt werden. die Die Arbeitsbreite für den U-Graben geschieht analog dem Vorgehen beim V-Graben. Folgende Randbedingungen sind zu beachten: Bei dem Platzbedarf für Kulturerde- und Aushubdeponie ist die Auflockerung zu berücksichtigen. Der minimale Sicherheitsabstand beträgt Z 0.50 m. Bei der Breite der Transportpiste sind beidseitig Bankette (je m) sowie die erforderlichen Abböschungen zu berücksichtigen. 4.9 Spriessungen Einleitung Die Standfestigkeit einer Böschung hängt von den Bodeneigenschaften (innere Reibung, Kohäsion) ab. Die Neigung von Böschungen kann also nicht beliebig gewählt werden. Bei zu steilen Böschungen besteht die Gefahr einer Rutschung. Oft steht aber im Grabenbau die erforderliche Breite für eine sicher abgeböschte Baugrube nicht zur Verfügung, so dass eine Spriessung des Grabens unumgänglich wird. Die BauAV legt deshalb im 5. Kapitel Vorschriften über die Ausführung von Spriessungen fest. Diese Vorschriften sind auf langjährige Erfahrungen abgestützt, die leider zeigen, dass die meisten Unfälle beim Grabenbau auf mangelhafte Ausführung oder das Weglassen der Spriessung zurückzuführen sind. Art. 55 Allgemeines AZ SBV 41

44 2 Gräben, Schächte und Baugruben von mehr als 1,5 m Tiefe, die nicht verspriesst werden, sind gemäss Artikel 56 abzuböschen oder durch andere geeignete Massnahmen zu sichern. Ł d.h. U-Gräben von mehr als 1.50 m Tiefe müssen in Lockergestein immer verspriesst werden! Art 57 Spriessungen Wahl des Spriesssystems Bei der Wahl der auszuführenden Spriessung müssen verschiedene Einflussfaktoren berücksichtigt werden: Bodeneigenschaften, die den Erddruck auf die Spriessung bestimmen Grundwasserverhältnisse - Grabensohle oberhalb des Grundwasserspiegels - Grabensohle unterhalb des Grundwasserspiegels Grabenprofil Grabentiefe Aushubvorgang und Maschineneinsatz In jedem Fall hat die Spriessung die Aufgabe, die Grabenwände abzustützen. Falls die Grabensohle unterhalb des Grundwasserspiegels liegt muss die Spriessung auch den Zufluss von Wasser in den Graben mindern Ausbau der Spriessung Gemäss Art. 57 der BauAV darf sich bei Ausbau der Spriessung sowie beim Wiedereinfüllen der Gräben niemand im ungesicherten Bereich aufhalten. Der Ausbau der Spriessung hat zusammen mit der Grabenauffüllung so zu erfolgen, dass diese Vorschrift eingehalten wird. Zudem muss die Spriessung sorgfältig ausgebaut werden, so dass keine Setzungen, Bewegungen der Wände oder Hohlräume auftreten und zudem darf in der Regel kein Spriessmaterial im Boden zurückbleiben (VSS- Norm SN , Ziff. 16). Werden Vertikalspriessungen erst nach der Grabenauffüllung gezogen, sind die dadurch verursachten Hohlräume mit geeignetem Material zu verfüllen (z.b. Einschwemmen von Sand). Vor allem bei bindigen Böden kann beim Ziehen der Bohlen relativ viel anhaftendes Bodenmaterial mitgerissen werden und so zu relativ grossen Hohlräumen führen. Das sorgfältige Verfüllen dieser Hohlräume ist vor allem unter Verkehrsflächen oder in AZ SBV 42

45 unmittelbarer Nachbarschaft von Bauwerken sehr wichtig, da sonst erhebliche Schäden entstehen können Transport und Entsorgung Das Aushubmaterial wird heute mehrheitlich auf Deponien abgeführt. Das kann recht beträchtliche Kosten verursachen. Deshalb muss durch weitgehende Trennung der Materialien eine optimierte Bewirtschaftung des Aushubmaterials angestrebt werden. Transportmittel Beim Kanalbau sind meist interne Baustellentransporte und Abtransporte auf Deponie(n) ausserhalb der Baustelle erforderlich. Dafür werden unterschiedliche Transportgeräte eingesetzt. Für interne Baustellentransporte bei Störfällen kommen vor allem Kleindumper (Rad- oder Raupendumper) Radlader ev. auch Mobilbagger in Frage. Für die Abfuhr auf eine Deponie ausserhalb der Baustelle werden primär Muldenfahrzeuge eingesetzt. Der Einsatz von Mulden ist sinnvoll bei beschränkten Platzverhältnissen geringer Aushubleistung Trennung der verschiedenen Aushubmaterialien (Belag, Fundationsschicht, Bodenmaterial etc.) AZ SBV 43

46 Ladekapazitäten Für die Ermittlung des Transportmittelbedarfs ist es unumgänglich, dass die Ladekapazitäten der einzelnen Transportmittel bekannt sind: Zweiachskipper 5 6 m 3 Dreiachskipper 8 10 m 3 Vierachskipper m 3 Fünfachsschlepper m 3 Kleindumper 1 2 m 3 Welakimulden 4 7 m 3 Flachcontainer (befahrbar) 6 7 m 3 Rolltainer (befahrbar) 8 10 m 3 Deponie Aus Sicht der Umwelt und der Kosten ist der Einsatz mehrerer Mulden sinnvoll. Belagsaufbruch, wassergesättigtes Aushubund Kiesmaterial, eventuelle Leitungsmaterialien sollen getrennt entsorgt werden. Ausbauasphalt ist ein Bauabfall. Deshalb sind beim Umgang mit Ausbauasphalt Auflagen des Umweltschutzgesetzes zu beachten: Müssen mehr als 30 m 3 Asphalt ausgebaut werden, so muss der Bauherr die Eigenschaften des Ausbauasphalts deklarieren. Ausbauasphalt ist auf der Baustelle von Fremdstoffen (Kiessand, Beton, Abschlusssteine, Schachtarmaturen usw.) zu trennen. Ausbauasphalt muss getrennt zwischengelagert, aufgeladen und entsorgt werden. Entsorgung von Aufbruchasphalt (Schollen) Ausbauasphalt wird in Abhängigkeit des Teergehaltes wie folgt entsorgt: ohne erhöhten Teergehalt (< 20'000 mg/kg PAK im Bindemittel) auf Asphaltdeponie (z.b. Mischgutanlage) bei erhöhtem Teergehalt (> 20'000 mg/kg PAK im Bindemittel) auf Reaktordeponie AZ SBV 44

47 Entsorgung von Fräsasphalt Fräsasphalt wird in Abhängigkeit des Teergehalte wie folgt verwendet oder entsorgt: ohne erhöhten Teergehalt (< 20'000 mg/kg PAK im Bindemittel) Verwendung als Planiematerial oder auf Asphaltdeponie (z.b. Mischgutanlage) bei erhöhtem Teergehalt (> 20'000 mg/kg PAK im Bindemittel) auf Reaktordeponie Transport- und Deponiekosten Bei den Muldentarifen gibt es grosse regionale Unterschiede. Die angegebenen Zahlen sind Richtwerte. 4m 3 Mulde Fr bis m 3 Mulde Fr bis m 3 Flachmulde Fr bis m 3 Flachmulde Fr bis 240. Inkl. Deponiegebühr für normales Aushubmaterial (sortiert; in Aushubdeponie einbaubar) Oft wird bei grösseren Transportdistanzen ein LSVA-Zuschlag erhoben (Bsp. 1.--/km bei 4-Achser). Zuschlag für wassergesättigtes Material Fr bis 50.- per m³ Deponiegebühr PAK-haltiges Material: < 5000 mg/kg ca. Fr. 60.-/m³ mg/kg ca. Fr. 80.-/t > mg/kg ca. Fr /t AZ SBV 45

48 4.10 Grabenauffüllung Allgemeines Der Graben soll bezüglich Material und Verdichtung so aufgefüllt werden, dass die ursprüngliche Lagerungsdichte des Bodens wiederhergestellt werden kann. Zudem ist darauf zu achten, dass für das Bodenwasser keine unbeabsichtigten Sperren keine unerwünschten Drainagen erzeugt werden Bezeichnungen Oberfläche Grabenauffüllung (Grabenverffüllung) Schutzschicht (Abdeckung) Verdämmung (Seitenverfüllung) Rohrumhüllung Bettung Grabensohle Warnbänder Um bei Grabarbeiten Zwischenfälle mit bestehenden Werkleitungen zu vermeiden, werden beim Auffüllen der Gräben oft Warnbänder über den Leitungen eingelegt. Die Warnbänder sollen über der Schutzschicht liegen Rohrumhüllung Eine fachgerecht eingebrachte Rohrumhüllung für Wasserleitungen ist aus zwei Gründen wichtig: Die Rohre müssen einwandfrei gebettet und verdämmt sein, damit keine Beschädigung der Rohre oder der Rohrverbindungen eintreten kann. Bei Gussleitungen darf der Korrosionsschutz nicht beschädigt werden. AZ SBV 46

49 Das für die Rohrumhüllung zu verwendende Material wird durch das zuständige Werk oder die Bauleitung vorgegeben. In Frage kommen: feine gebrochene Gesteinskörnungen bis 0/6 mm (Sand) ungebrochene Gesteinskörnung 0/16 mm für Beton (Betonkies) Glassand bis 0/5 mm gemäss Empfehlung SVGW GW 1000 mit kantengerundeten Körnern geeignetes Aushubmaterial (vor allem bei Gussrohren: Gussrohre sind anfällig auf Korrosionsschäden (Lochfrass) z.b. durch Kriechströme in der Nähe von Bahnlinien und Hochspannungsleitungen; diese Korrosionsanfälligkeit wird durch eine falsche Bettung der Rohre z.b. durch Silte und Tone oder auch organische Böden noch verstärkt) Vorhandenes Aushubmaterial kann für die Rohrumhüllung verwendet werden, sofern dessen Brauchbarkeit geprüft wurde und folgende Bedingungen erfüllt sind: Übereinstimmung mit den Planungsanforderung verdichtbar (sofern Verdichtung erforderlich) frei von allen rohrschädigendem Material "Überkorn" (je nach Rohrwerkstoff, Wanddicke und Rohrdurchmesser) Baumwurzeln, organisches Material, Müll Tonklumpen > 75 mm Schnee und Eis etc. weitere Materialien wie Sekundärbaustoffe (RC- Materialien), deren Eignung nachgewiesen ist Die Rohrbettung ist mit einer Dicke von mindestens 0.10 m mit Sand, Betonkies oder geeignetem Aushubmaterial zu erstellen. Erste Lage der Verdämmung beidseitig einbringen und durch Treten verdichten. Verdämmung bis zum Rohrscheitel einbringen und durch Treten verdichten. Einbringen der Schutzschicht von 0.30 m Dicke.Verdichten mit leichten Verdichtungsgeräten, jedoch nicht unmittelbar über dem Rohr. Bei körnigem Material kann die Verdämmung zusammen mit der Schutzschicht bis 0.30 m über dem Rohrscheitel sorgfältig in einem Arbeitsgang eingebracht werden. AZ SBV 47

50 Rohrbefestigungen Bei nicht kraftschlüssigen Verbindungen sind Winkel, Bogen, T- Stücke, Reduktionen, Endstücke usw. nach Angaben der Bauleitung oder des zuständigen Werkes zu verankern. Beispiel für die Anordnung der Betonverankerungen Werden Schieber, Hydranten usw. in eine PE-Rohleitung eingebaut, so sind Eigengewicht und allfällig einwirkende äussere Kräfte durch geeignete Massnahmen nach Angabe der Bauleitung oder des zuständigen Werkes abzufangen Grabenauffüllung Grundsätzliches Bei der Grabenauffüllung müssen mögliche Hohlräume aus dem Rückbau der Spriessung vermieden werden. Mögliche Massnahmen sind: Etappenweises Ziehen der Spriesswände vor dem Verdichten der einzelnen Schichten der Auffüllung. Verfüllen der durch das Ziehen der Spriesswände entstehenden Hohlräume - mit Splitt oder - durch Einschwemmen von geeignetem Bodenmaterial. Das für die Grabenauffüllung unterhalb der Fundationsschicht zu verwendende Material wird durch das zuständige Werk oder die Bauleitung vorgegeben. In Frage kommen: Kiessand II (0 100 mm; bedingt frostsicher) geeignetes Aushubmaterial AZ SBV 48

51 Vorhandenes Aushubmaterial kann für die Grabenauffüllung im Strassenbereich verwendet werden, sofern dessen Brauchbarkeit geprüft wurde und folgende Bedingungen erfüllt sind: Übereinstimmung mit den Planungsanforderung verdichtbar (sofern Verdichtung erforderlich) frei von "Überkorn" Baumwurzeln, organisches Material, Müll Tonklumpen > 75 mm Gefrorenes Material sowie Schnee und Eis etc. weitere Materialien wie Sekundärbaustoffe (RC- Materialien), deren Eignung nachgewiesen ist Vollständige Verfüllung des Grabens mit geeignetem Aushuboder angeliefertem Material. Einbringen des Materials in Lagen von m und Verdichten mit leichten Vibrationsgeräten. Warn- und Ortungsbänder sind mindestens 0.30 m über dem Rohrscheitel oder ca m unter der Terrainoberfläche anzuordnen. Vergleiche auch "Leitfaden erdverlegte Druckrohleitungen aus Polyethylen PE80 und PE 100" des VRK (Verband Kunststoffrohre und -Rohrleitungsteile, Juli 2007) Für die Wiederherstellung der Fundationsschicht gelten die Vorschriften der VSS Norm SN : Für die Wiederherstellung der Fundationsschicht muss das Material mindestens die Dicke und die Kennwerte der angrenzenden Fundationsschicht aufweisen. Verwendete Materialien: - Kiessand I (0 63 mm; frostsicher) - entsprechende Sekundärbaustoffe (RC-Materialien) - stabilisierte Materialien AZ SBV 49

52 Einbringen der Grabenauffüllung Beim Einbringen der Grabenauffüllung ist darauf zu achten, dass die maximale Korngrösse D max von Steinen eingehalten wird D max 300 mm D max H o (Dicke der Schutzschicht) D max S/2 (halbe Dicke der zu verdichtenden Schicht) kein gefrorenes Material eingefüllt wird nicht gegen gefrorene Grabenwandungen, die Eislinsen enthalten eingefüllt wird keine unbeabsichtigten Sperren oder Drainagen für das Bodenwasser erzeugt werden. Die Spriessung soll im Zuge der Auffüllung sorgfältig ausgebaut werden, so dass keine Setzungen, Bewegungen der Wände oder Hohlräume auftreten. Es darf kein Spriessmaterial im Boden zurückbleiben. Verdichten der Grabenauffüllung Das Auffüllmaterial ist schichtweise in geeigneter Dicke und mit optimalem Wassergehalt einzubringen und mit geeigneten Verdichtungsgeräten so zu verdichten, dass keine Gefährdung für Mitarbeiter und Bauwerk entsteht die Grundsätze für das Verdichten eingehalten werden die Anforderungen an die Verdichtung erfüllt werden vor allem im Bereich von Strassen entscheidend Es ist darauf zu achten, dass durch die Verdichtung keine Beschädigung der Leitung verursacht wird bis 0.30 m über dem Rohrscheitel darf nur mit leichten Verdichtungsgeräten verdichtet werden bestehende Leitungen oder Kabel nicht beschädigt werden Verdichten der Grabenauffüllung durch Einschlämmen ist nur in Ausnahmefällen und bei geeigneten, nichtbindigen Böden zulässig. AZ SBV 50

53 Wiederherstellung von Fundationsschichten In Strassen gilt für die Fundationsschicht: das verwendete Material muss mindestens die gleiche Qualität wie die angrenzende Fundationsschicht aufweisen die Dicke muss mindestens derjenige der angrenzenden Fundationsschicht entsprechen Die Verdichtung hat den Anforderungen gemäss SN zu genügen M E 100 MN/m 2 resp. M E 80 MN/m 2 In Hinblick auf das zukünftige Setzungsverhalten und die Qualität der Grabenauffüllung sollten M E -Messungen vor dem Belagseinbau durchgeführt werden. Das Anordnen von M E -Messungen soll verhältnismässig sein. AZ SBV 51

54 5 Grabeninstandsetzung Ein jeder Grabenaufbruch schädigt die Strasse und das Belagsgefüge auch wenn er noch so gut Instand gesetzt ist! 5.1 Grundlagen Für die Wiederherstellung der Asphaltbefestigung gelten die Vorschriften der VSS Norm SN oder die Vorgaben des Strassenbesitzers. Tragschicht und Decke sind nach der Grabenauffüllung nicht nur auf Grabenbreite, sondern auch beidseitig auf einem zusätzlichen Streifen neu zu erstellen. Die Breite W dieser Streifen muss mindestens gleich der Dicke der Fundationsschicht sein. Verbleibt ein Streifen bitumenhaltiger Schichten W* < 0,50 m bis zum Strassenrand, muss dieser schmale Streifen ebenfalls erneuert werden. Je nach Bedingungen kann die Wiederherstellung der Tragschicht und Decke wie folgt durchgeführt werden: in einem Arbeitsgang erfolgen, wenn die Gefahr von Nachsetzungen gering ist, also - wenn die Grabenauffüllung mit geeignetem Material erfolgt und eine genügende Verdichtung sichergestellt ist, - bei geringer, - bei nicht gespriessten Gräben, In zwei Arbeitsgängen: Eine ungenügende Verdichtung führt zu Nachsetzungen in der Grabenauffüllung und damit zu Einsenkungen in der Oberfläche. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Deckschicht erst eingebaut wird, nachdem die Nachsetzungen weitgehend abgeklungen sind, was mehrere Monate bis Jahre dauern kann. Die Wiederherstellung der Asphaltschichten soll in zwei in der Regel ungefähr ein Jahr auseinander liegenden Arbeitsgängen erfolgen, wenn mit Nachsetzungen gerechnet werden muss, wie - bei grossen Grabentiefen, - wenn die Grabenauffüllung mit anstehendem Material ausgeführt wird, - bei Behinderung der Verdichtung durch vorhandene Leitungen AZ SBV 52

55 bei grösserer Verkehrsbeanspruchung mit einem entsprechendem Schwerverkehrsanteil, vor allem auf Hauptverkehrsstrassen, Industrieerschliessungen u.ä. In der Regel sollte die Deckschicht erst ein Jahr nach der Grabenauffüllung eingebracht werden. 0,10 0, 15 W W W* Deck- und ev. Binderschicht Tragschicht Fundationsschicht W seitliche Wiederherstellung W* sofern W* < 0.50 m ist der Streifen ebenfalls zu erneuern AZ SBV 53