Arbeitsschutz im Wandel

Transkript

1 Arbeitsschutz im Wandel Neumünster am

2 Dipl.-Ing. Christian Wegener DGUV Fachbereich Bauwesen Sachgebiet Tiefbau Themenfeld Tel oder Seite 2

3 Graben ca. 2,6 m tief, Erdboden ca. 0,4 m tief gefroren, Einsturz der rechten Grabenwand auf ca. 6 m Länge, 1 Toter und 1 Schwerverletzter Seite 3

4 Natürliches Gleichgewicht des Bodens Seite 4

5 Störung des natürlichen Gleichgewichts Seite 5

6 Wiederherstellung des Gleichgewichts durch Verbau Seite 6

7 Wiederherstellung des Gleichgewichts durch Böschung Seite 7

8 Erddruck Seite 8

9 Vorschriftenhinweis BAUGRUBE GRABEN? Seite 9

10 Vorschriftenhinweis Bei Arbeiten an tiefer gelegenen Standorten sind Standsicherheit und Stabilität zu gewährleisten Bei Ausschachtungen sind geeignete Verschalungen oder Abschrägungen vorzusehen Seite 10

11 Vorschriftenhinweis Wände von sind so abzuböschen, zu verbauen oder anderweitig zu sichern, dass sie während der einzelnen Bauzustände standsicher sind. Dabei sind alle Einflüsse zu berücksichtigen, die die Standsicherheit des Bodens beeinträchtigen können. s. Unfallverhütungsvorschrift Bauarbeiten Seite 11

12 Vorschriftenhinweis Durchführungsanweisung zu 6,28 Die Forderung ist erfüllt, wenn DIN Böschungen, Verbau, Arbeitsraumbreiten eingehalten wird Seite 12

13 Vorschriftenhinweis UVV Bauarbeiten VI Bestimmungen für Arbeiten in 28 Sicherung gegen Abrutschen von Massen 29 Maschineller Aushub im Hochschnitt 30 Beräumen von Erd- und Felswänden 31 Verkehrswege an Gruben und Gräben 32 Arbeitsraumbreiten 33 Um- und Ausbau des Verbaus 34 Neuartige Verbaugeräte Seite 13

14 DIN 4124 unverbaute Erdwände Rechnerischer Nachweis der Standsicherheit Ausnahme Max. Böschungsneigung je nach Bodenart gemäß DIN ,25 m Tiefe Sonderfälle 1,75 m Tiefe DIN 4124 Kein Standsicherheitsnachweis erforderlich, bei Einhaltung der vorgegebenen Rahmenbedingungen Seite 14

15 DIN 4124 verbaute Erdwände Rechnerischer Nachweis der Standsicherheit Ausnahmen Waagerechter Verbau Regelausführung Senkrechter Verbau Regelausführung Kein Standsicherheitsnachweis erforderlich, bei Einhaltung der vorgegebenen Rahmenbedingungen Einsatz von Grabenverbaugeräten statisch vorbemessen Belastungen sind noch zu ermitteln DIN Seite 15

16 Böschungswinkel - Positivbeispiele Seite 16

17 Arten des Baugrundes nach DIN 1054 nicht bindiger Boden (Sand, Kies, Steine) Gewichtsanteil Feinkorn (unter 0,06 mm) < 5 % gemischtkörniger Boden (toniger Sand, Lehm, Mergel) Die Einstufung bei Feinkornanteilen zwischen 5 und 40 % richtet sich danach, ob das plastische Verhalten des Bodens durch den Feinkornanteil bestimmt wird bindiger Boden (Ton, Schluff) Gewichtsanteil Feinkorn (unter 0,06 mm) > 40 % Konsistenz nach DIN 4022 Fels weicher bindiger Boden (leicht knetbar) steifer bindiger Boden (schwer knetbar, noch ausrollbar) halbfester bindiger Boden (bröckelt beim Ausrollen) Seite 17

18 Verbale Beschreibung nach DIN Kriterien zur Unterscheidung von nichtbindigen und bindigen Böden sind in DIN 1054 angegeben. Vereinfachend darf diese Beurteilung im Rahmen der vorliegenden Norm auch wie folgt vorgenommen werden: Der Boden ist als nichtbindig einzustufen, wenn eine Bodenprobe bei Wasserzugabe in einen breiigen Zustand übergeht, bzw. wenn sie im ausgetrockneten Zustand bei mäßigem Fingerdruck zerfällt. Der Boden darf als bindig eingestuft werden, wenn eine Bodenprobe bei Wasserzugabe ihre Form behält bzw. wenn sie im ausgetrockneten Zustand nur bei Anwendung eines erheblichen Fingerdrucks in einzelne Teilstücke zerbricht Seite 18

19 Böschungswinkel Seite 19

22 Böschungswinkel - Negativbeispiele Seite 22

23 Böschungswinkel Die genannten Böschungswinkel (DIN 4124) gelten nicht, wenn ungünstige Gegebenheiten oder Einflüsse die Standsicherheit gefährden, wie: Störungen des Bodengefüges (Klüfte, Verwerfungen, zur Einschnittsohle hin einfallende Schichtungen) Verfüllungen oder Aufschüttungen (z.b. im Bereich bestehender Versorgungsleitungen) Erhebliche Anteile an Seeton, Beckenschluff, organischen Bestandteilen im Fall eines weichen bindigen Bodens Grundwassereinfluss im Feinsand oder Schluffboden (offene Wasserhaltung, Grundwasserabsenkung, Schichtenwasser) Seite 23

24 Böschungswinkel Die genannten Böschungswinkel (DIN 4124) gelten nicht, wenn ungünstige Gegebenheiten oder Einflüsse die Standsicherheit gefährden, wie: Austrocknen nichtbindiger Böden (Verlust der Kapillarkohäsion) nicht entwässerter, zum Fließen neigender Boden starke Erschütterungen (Verkehr, Rammarbeiten, Verdichtungsarbeiten, Sprengungen) In diesen Fällen ist die Standsicherheit nachzuweisen, oder die Wandhöhe bzw. der Böschungswinkel sind zu verringern, wenn dies nach vorliegenden Erfahrungen zuverlässig festgelegt werden kann Seite 24

25 Standsicherheitsnachweis Die Standsicherheit geböschter Wände ist nach DIN 4084 nachzuweisen, wenn die Böschungswinkel nach DIN 4124 (45, 60,80 ) überschritten werden, wobei ein Winkel von mehr als - 80 bei nicht bindigen und bindigen Böden - 90 bei Fels nicht zulässig ist eine Böschung mehr als 5 m hoch ist die Standsicherheit von Gebäuden, Leitungen, anderen baulichen Anlagen oder Verkehrsflächen gefährdet werden kann ungünstige Gegebenheiten oder Einflüsse die Standsicherheit gefährden und die zulässige Wandhöhe bzw. der Böschungswinkel nicht nach Erfahrung zuverlässig festgelegt werden können Die zulässigen Abstände von Fahrzeugen und Baugeräten zur Böschungskante nicht eingehalten werden Seite 25

26 Standsicherheitsnachweis Die Standsicherheit geböschter Wände ist nach DIN 4084 nachzuweisen, wenn Wenn sich der Standsicherheitsnachweis nicht mit den Verfahren der DIN 4084 führen lässt, ist die Standsicherheit im Rahmen eines geotechnischen Gutachtens anhand anderer Verfahren oder Beurteilungskriterien nachzuweisen. Ein Sachverständigengutachten sind nur noch in Ausnahmefällen zulässig Seite 26

27 Gräben und Baugruben bis 1,25 m Tiefe < 1,25 m Diese Lösung ist nur zulässig, wenn Fahrzeuge und Baugeräte die zulässigen Abstände zur Böschungskante einhalten keine ungünstigen Gegebenheiten oder Einflüsse vorliegen keine baulichen Anlagen gefährdet werden Seite 30

28 Gräben und Baugruben bis 1,75 m Tiefe 0,5 m > 0,6 m 45 < 1,25 m < 1,75 m Diese Lösung ist nur zulässig, in mindestens steifen, bindigen Böden, wenn Fahrzeuge und Baugeräte die zulässigen Abstände zur Böschungskante einhalten keine ungünstigen Gegebenheiten oder Einflüsse vorliegen keine baulichen Anlagen gefährdet werden die Geländeoberfläche nicht steiler als 1:10 ansteigt Seite 31

29 Gräben und Baugruben bis 1,75 m Tiefe > 0,6 m > 0,05m < 1,25 m < 1,75 m Diese Lösung ist nur zulässig, in mindestens steifen, bindigen Böden, wenn Fahrzeuge und Baugeräte die zulässigen Abstände zur Böschungskante einhalten keine ungünstigen Gegebenheiten oder Einflüsse vorliegen keine baulichen Anlagen gefährdet werden die Geländeoberfläche nicht steiler als 1:10 ansteigt Seite 32

30 Mindestabstände von Fahrzeugen und Baugeräten zu Böschungskanten a 1 m für - Baugeräte bis 12 t - Fahrzeuge, die die Achslasten nach 34 StVZO einhalten a Seite 33

31 Mindestabstände von Fahrzeugen und Baugeräten zu Böschungskanten a 2 m für - Baugeräte über 12 t bis 40 t - Fahrzeuge, die die Achslasten nach 34 StVZO überschreiten a Seite 34

32 Verbau von Seite 35

33 Verbauarten im Überblick Grabenverbaugeräte Waagerechter und senkrechter Grabenverbau Trägerbohlwände Spundwände Schlitzwände Pfahlwände Oberflächensicherungen aus Spritzbeton (Unterfangungswände nach DIN 4123) in besonderen Fällen HDI, Vereisung, tiefreichende Bodenstabilisierung, Bodenvernaglung Seite 36

34 Verbauarten im Überblick Grabenverbaugeräte Seite 37

35 Verbauarten im Überblick Waagerechter und senkrechter Verbau Seite 38

36 Verbauarten im Überblick Trägerbohlwand (links Essener Verbau, rechts Berliner Verbau) Seite 39

37 Verbauarten im Überblick Spundwand mit Gurtung und Rückverankerung Seite 40

38 Verbauarten im Überblick Schlitzwandgreifer Schlitzwand Seite 41

39 Verbauarten im Überblick Bohrpfahlwand Seite 42

40 Verbauarten im Überblick Spritzbeton (in Kombination mit Bohrpfahlwand) Seite 43

41 Verbauarten im Überblick Düsenstrahlverfahren (Hochdruckinjektion) Seite 44

42 Verbauarten im Überblick Bodenvernagelung Seite 45

43 Verbau Allgemeine Anforderungen Statische Berechnungen anfertigen (Ausnahmen: Regelausführung des waager. oder senkr. Verbaus) Die Standsicherheit muss in allen Bau- und Rückbauzuständen sichergestellt sein Einbringen von oben nach unten der Ausschachtung folgend Beginn des Einbringens spätestens nach 1,25 m Tiefe Dicht und lückenlos Von der Sohle bis mind. 5 cm bzw. 10 cm über Gelände Verfüllen von Hohlräumen hinter dem Verbau Holzbohlen Mindestdicke in der Regel 5 cm Rundholzsteifen min. Güteklasse II ; Mindestdurchmesser 10 cm Stählerne Kanalstreben müssen den Grundsätzen für die Prüfung von Aussteifungsmitteln im Leitungsgrabenbau entsprechen Seite 46

44 Verbau Allgemeine Anforderungen Oberer Rand des Verbaus - bis 2 m Tiefe min. 5 cm über OKG - bei mehr als 2 m Tiefe min. 10 cm über OKG Siehe auch ATV DIN Verbauarbeiten (Der Überstand über OKG ist zu bezahlen) Seite 47

45 Verbau Allgemeine Anforderungen Ausnahme > 0,05 m bzw. 0,10 m mindestens steifer, bindiger Boden vorübergehender Bauzustand, in Bauzustand wenigen Tagen beendet ist keine ungünstigen Gegebenheiten oder Einflüsse kein Erddruck aus Bauwerkslasten Weitergehende Ausnahmen sind zulässig, wenn die Standsicherheit nachgewiesen wird. < 0,50 m Seite 48

46 Verbau Allgemeine Anforderungen Ausnahme Stirnwände von verbauten Gräben bis 1,75 m Tiefe und 1,25 m Breite dürfen in mindestens steifen bindigen Böden senkrecht und unverbaut ausgeführt werden Seite 49

47 Grabenverbaugeräte Einsatzvoraussetzungen und - bedingungen Es sollten nur Grabenverbaugeräte verwendet werden, die von einer Prüfsstelle bewertet worden sind. Die Verwendungsanleitung des Herstellers beachten (Sie muß auf der Baustelle vorliegen) Zusätzliche Belastung aus Bauwerken, Verkehrslasten berücksichtigen nur in Böden einsetzen, die nicht ausfließen, Grundwasser absenken nicht durch den Graben ziehen (Ausnahme: Schleppbox) Der Abstand der Platten darf sich in keinem Bauzustand nach unten verringern Bauart nach Auswirkung auf die Umgebung auswählen (z. B. vorhandene Gebäude, Gleisanlagen ) Seite 50

48 Grabenverbaugeräte Einzelheiten in senkr. und waager. Richtung GVG mit nur einer Strebe nur als Aufsatz auf Grundgeräten verwenden (an allen vorgesehen Stellen untereinander verbinden) Seite 51

49 Grabenverbaugeräte Einzelheiten in senkr. und waager. Richtung Die Einsatztiefe ist wie folgt begrenzt: - randgestützte GVG auf 6,0 m - mittiggestützte GVG auf 4,0 m GVG mit nur einer Strebe nur als Aufsatz auf Grundgeräten verwenden (an allen vorgesehen Stellen untereinander verbinden) Gleitschienen müssen bis zum unteren Rand der Platten reichen Nicht vermeidbare Lücken (z.b. bei Leitungskreuzungen) gesondert verbauen Seite 52

50 Seite 53

51 Grabenverbaugeräte Einzelheiten in senkr. und waager. Richtung Stirnseite ist durch Verbau zu sichern < 1,25 m (z.b. mit einer Stahlplatte) Seite 54

52 Grabenverbaugeräte Einzelheiten in senkr. und waager. Richtung Seite 55

53 Grabenverbaugeräte - Sonderanwendung Seite 56

54 Grabenverbau- Absturzsicherung??? Seite 57

55 Grabenverbau- Absturzsicherung Tiefbau Heft 08/1994 Heft 09/ Seite 58

56 Waagerechter Verbau Seite 59

57 Waagerechter Verbau - Allgemein > 0,6 m > 0,05 bzw. 0,10 m Steifen: geprüfte, stählerne Kanalstreben oder Rundhölzer, > 10 cm (gegen Herabfallen sichern) Bohlen: bei mehr als 1,25 m Tiefe mindestens 5 cm dick Aufrichter (Brusthölzer): Breite: Dicke 2; breite Seite an den Bohlen anliegend Aufrichter (Brustträger): U- Profil Seite 60

58 Waagerechter Verbau - Regelausführung > 0,6 m > 0,05 bzw. 0,10 m Steifen: Rundhölzer, 10 oder 12 cm (gegen Herabfallen sichern) Bohle 5 ; 6 ; 7 cm dick Aufrichter (Brusthölzer): 8 cm x 16 cm ; 12 cm x 16 cm Seite 61

59 Waagerechter Verbau Regelausführung Aufrichter 8 x 16 cm Geprüfte Kanalstrebe oder Rundholzsteife d = 10 bzw. 12 cm Aufrichter 8 cm x 16 cm bzw. 12 cm x 16 cm h l u l 3 l 4 l 4 l 4 S k l 2 l 1 l 1 l 2 2,50 < L < 4,50 Bemessungsgröße Größte Wandhöhe h Größte Stützweite I 1 der Bohlen Größte Kraglänge I 2 der Bohlen Größte Kraglänge I 3 der Aufrichter Größte Stützweite I 4 der Aufrichter Größte Kraglänge I u der Brusthölzer Größte Knicklänge S k von Rundholzsteifen Größte Steifenkraft P m m m m m m m kn 5 cm Bohlendicke s 6 cm 7 cm 3,00 1,90 0,50 0,70 0,30 0,60 1, ,00 2,10 0,50 0,70 0,30 0,60 1, ,00 2,00 0,50 0,65 0,30 0,55 1, ,00 1,90 0,50 0,60 0,30 0,50 1, ,00 2,10 0,50 0,60 0,30 0,50 1, Seite 62

60 Senkrechter Verbau, hier mit Kanaldielen Seite 63

61 Senkrechter Verbau Seite 64

62 Senkrechter Verbau Regelausführung Gurthölzer 16 x 16 cm Geprüfte Kanalstrebe oder Rundholzsteife d = 10 bzw. 12 cm Gurtholz 16 cm x 16 cm bzw. 20 cm x 20 cm l u l 1 > l 0 l 1 > l 0 l 0 h l 3 l 2 l 3 Bemessungsgröße Größte Wandhöhe h Größte Kraglänge I 0 der Bohlen Größte Stützweite I 1 der Bohlen Größte Kraglänge I u der Bohlen Größte Stützweite I 2 der Gurthölzer Größte Kraglänge I 3 der Gurthölzer Größte Knicklänge S k von Rundholzsteifen Größte Steifenkraft P S k m m m m m m m kn 5 cm Bohlendicke s 6 cm 7 cm 3,00 0,50 1,80 1,20 1,60 0,80 1, ,00 0,60 2,00 1,40 1,50 0,75 1, ,00 0,60 1,90 1,30 1,40 0,70 1, ,00 0,60 1,80 1,20 1,30 0,65 1, ,00 0,70 2,00 1,40 1,20 0,60 1, Seite 65

63 Trägerbohlwände Seite 66

64 Trägerbohlwände - Unfälle Seite 67

65 Trägerbohlwände - Unfälle Quelle: Polizeifotos Seite 68

66 Trägerbohlwände - Ausführungsmängel Erdarbeiten zwischen Trägern: - nicht mit Großgerät - Leistung des Einbohlers vorauseilender Erdaushub: - max 1 Bohlenbreite bei wenig standfestem Boden - max 0,5 m bei nichtbindigem B. - max 1,0 m bei steifem b. B Seite 69

67 Trägerbohlwände - Details Schachteinstieg über Steigleiter mit Rückenschutz und Zwischenpodest 1 Hartholzkeil je Kantholz Keilleiste oder Hinternagelung Seite 70

68 Trägerbohlwände vorgehängt Seite 71

69 Trägerbohlwände vorgehängt - Details Seite 72

70 Arbeitsraumbreite und? Seite 73

71 Motorabgase Maßnahmen; (Gefährdungen durch Motorabgase) - keine alten Benzinmotore - nur neue schadstoffarme Motore (siehe Arbeitsschutzprämien) - Dieselmotore plus PSA - Fernsteuerung - evtl. Bewetterung Seite 74

72 Motorabgase Maßnahmen; (Alternativen) - Baggeranbaugeräte - Stampfer - Akku betrieben - Gas betrieben - Flüssigboden Seite 75

73 Arbeitsraumbreite und Mindestgrabenbreite keine Regelungen im staatl. oder bgl. Recht! Seite 76

74 Arbeitsraumbreite Verbaute Baugruben ohne Behinderung durch Gurte und Steifen Spundwand Trägerbohlwand Steife Gurt > 2,00 m Ausfachung aus Kanthölzern Gurt Baukörper Abdichtung Schutzschicht > 2,00 m > 0,60 m > 0,60 m Bohlträger Seite 77

75 Arbeitsraumbreite Arbeitsraum bei verbauter Baugrube mit Rückverankerung Trägerbohlwand Ankerkopfabstand < 1,50 m Baukörper > 0,60 m Abdichtung < 2,0 m Schutzmauer Seite 78

76 Arbeitsraumbreite Arbeitsraum bei geböschter Baugrube und an das Erdreich betoniertem Fundament Arbeitsraumbreite Baukörper > 0,50 m Schalungskonstruktion < 1,75 m Verlängerung der Bodenfläche Seite 79

77 Arbeitsraumbreite Seite 80

78 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite DIN 4124 DIN EN 1610 aber: Detailregelungen auch für Abwasser nur in DIN Seite 81

79 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Seite 82

80 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Lichte Mindestbreite für Gräben ohne Arbeitsraum (Tabelle gilt nicht für Abwasserkanäle und -leitungen nach DIN EN 1610) Tabelle 5 der DIN 4124 Tätigkeiten können sein - Herstellen einer steinfreien Sohle - Kabel ausrichten - Einsanden - Abdecken mit leichtem Material - Einlegen und Entfernen von Kabelrollen - Ausheben des Grabens von Hand Seite 83

81 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Lichte Mindestbreite für Gräben mit Arbeitsraum in Abhängigkeit vom äußeren Leitungs- bzw. Rohrschaftdurchmesser (Tabelle gilt nicht für Abwasserkanäle und -leitungen nach DIN EN 1610) Äußerer Leitungsbzw. Rohrschaft- Durchmesser OD m Verbauter Graben Regelfall Lichte Mindestbreite b m Umsteifung Geböschter Graben ß < 60 ß > 60 bis 0,40 OD + 0,40 OD + 0,70 OD + 0,40 über 0,40 bis 0,80 OD + 0,70 über 0,80 bis 1,40 OD + 0,85 OD + 0,40 OD + 0,70 über 1,40 OD + 1,00 Tabelle 6 der DIN Seite 84

82 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Lichte Mindestbreite für Gräben mit Arbeitsraum und senkrechten Wänden in Abhängigkeit von der Grabentiefe (Tabelle gilt nicht für Abwasserkanäle und -leitungen nach DIN EN 1610) Lichte Mindestbreite b m 0,60 0,70 0,80 1,00 Art und Tiefe des Grabens Geböschter Graben bis 1,75 m Teilweise verbauter Graben bis 1,75 Hinweis: m Verbauter Graben bis 1,75 m Der größere Wert Verbauter Graben über 1,75 m bis 4,00 (Tabelle m 6 oder 7) Verbauter Graben über 4,00 m ist maßgebend Tabelle 7 der DIN 4124 Hinweis: Der größere Wert (Tabelle 6 oder 7) ist maßgebend Seite 85

83 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Mindestgrabenbreite in Abhängigkeit von der Nennweite DN für Abwasserleitungen und -kanäle DN Verbauter Graben Lichte Mindestbreite (OD + x) m Unverbauter Graben ß > 60 ß < 60 < 225 OD + 0,40 OD + 0,40 > 225 bis < 350 OD + 0,50 > 350 bis < 700 OD + 0,70 > 700 bis < 1200 OD + 0,85 > 1200 OD + 1,00 OD + 0,50 OD + 0,40 OD + 0,70 OD + 0,40 OD + 0,85 OD + 0,40 OD + 1,00 OD + 0,40 Tabelle 1 der EN Seite 86

84 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Mindestgrabenbreite in Abhängigkeit von der Grabentiefe für Abwasserleitungen und -kanäle Grabentiefe m < 1,00 > 1,00 < 1,75 > 1,75 < 4,00 > 4,00 Mindestgrabenbreite m keine Mindestgrabenbreite vorgegeben 0,80 0,90 1,00 Tabelle 2 der EN 1610 Hinweis: Der größere Wert (Tabelle 1 oder 2) ist maßgebend Seite 87

85 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Graben mit geböschten Wänden b Seite 88

86 Arbeitsraumbreite, hier Mindestgrabenbreite Mit Verbaugeräten gesicherter Graben b Hinweis: Beim Teilverbau wird zwischen den Erdwänden gemessen Seite 89

87 Verkehrswege, hier Einstiege und Übergänge Treppenturm oder Leiter Seite 90

88 Verkehrswege, hier lastfreier Streifen Seite 91

89 Fachartikel im Tiefbau bzw. Bauportal Arbeitsraumbreiten/Grabenbreiten 2003 Heft 1 Sicherung von Rohrleitungsgräben 2005 Heft 8 Grabenverbaugeräte auf der bauma 2007 Heft 8 Träger- Bohl- Wand 2008 Heft 8 Grabenverbaugeräte auf der bauma 2010 Heft 8 Die neue DIN 4124 im Entwurf 2010 Heft 12 DIN 4124 neu erschienen 2012 Heft Seite 92

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