Anforderungen an die Verdichtung

Um Lastkonzentrationen auf das Rohr zu vermeiden, ist eine einheitliche Verdichtung im Bereich der gesamten Leitungszone notwendig. Die Rohrgrabenverfüllung im Straßenraum muss – als Planum des Straßenoberbaus – die Tragfähigkeitsanforderungen der einschlägigen Vorschriften erfüllen (z.B. ZTV A-StB 12, ZTV E-StB 17). Der Grad der Verdichtung muss unabhängig davon mit den Angaben in der statischen Berechnung für die Rohrleitung übereinstimmen.

Verfüllung und Verdichtung des Leitungsgrabens

Eine mangelhafte Ausführung der Bettung und eine unzureichende Verdichtung der Leitungszone – insbesondere der oberen Bettungsschicht sowie der Seitenverfüllung – führen zu einer statischen Mehrbeanspruchung des Rohres, deren Größe ein Vielfaches der vorgesehenen Belastung erreichen kann. Für eine fachgerechte Rohrbettung darf deshalb nur verdichtungsfähiger Boden verwendet werden. Gut verdichtbar sind nicht bindige bis schwach bindige, grobkörnige und gemischtkörnige Böden. Hierunter fallen die Bodengruppen gemäß DIN 18196: GW, GI, GE, SW, SI, SE, GU, GT, SU, ST.

Bedeutung der Verdichtung

Die Verdichtung hat wesentlichen Einfluss auf die Setzung des Bodens und damit auf die Lastkonzentration und Spannungsverteilung, die wiederum für die Langlebigkeit der Kanäle und Leitungen entscheidend ist. Bei der Verdichtung werden die Porenräume des Verfüllmaterials durch eine mechanische Einwirkung von Verdichtungsgeräten verringert oder minimiert. Die obere Bettungsschicht ist sorgfältig einzubauen, um sicherzustellen, dass die Zwickel unter dem Rohr mit verdichtetem Material verfüllt sind. Die Seitenverfüllung stellt die seitliche Stützung des Rohres sicher. Ein Ausweichen des verdichteten Bodens der Leitungszone in weniger dicht gelagerte Bodenschichten des umgebenden Bodens muss dauerhaft verhindert werden.

Auswahl der Verdichtungsgeräte

Grundsätzlich darf in der Leitungszone nur von Hand oder mit leichten Verdichtungsgeräten verdichtet werden. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Rohrleitung dabei nicht zur Seite oder in der Höhe verschoben wird. Die mechanische Verdichtung der Hauptverfüllung direkt über dem Rohr sollte erst erfolgen, wenn eine Schicht mit einer Mindestdicke von 300 mm über dem Rohrscheitel eingebracht worden ist.

Die Wahl des Verdichtungsgerätes, die Zahl der Verdichtungsdurchgänge und die zu verdichtende Schichtdicke sind auf das zu verdichtende Material und die einzubauende Rohrleitung abzustimmen. Der Boden ist lagenweise einzubauen und zu verdichten. Die Anzahl der Übergänge und die Dicke der eingebauten Schicht sind an das verwendete Verdichtungsgerät anzupassen.

Um Schäden am verlegten Rohr zu vermeiden, dürfen mittlere und schwere Verdichtungsgeräte erst eingesetzt werden, wenn eine Überdeckungshöhe (im verdichteten Zustand) von mindestens 1,00 m über Rohrscheitel vorhanden ist. Bei der Verwendung schwerer Verdichtungsgeräte ist auf mögliche Beeinflussung von anderen Leitungen und Gebäuden zu achten.

Das Arbeitsblatt DWA-A 139 (Einbau und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen) enthält in Tabelle 5 Empfehlungen zu „Bodenverdichtung, Schütthöhen und Zahl der Übergänge“ mit praxisgerechten Vorgaben. In der aktuellen Ausgabe vom März 2019 wurden die Gerätearten der Verdichtungsgeräte erweitert und (baggergeführte) Anbauverdichter neu aufgenommen. Die Gerätezuordnung erfolgt über die Plattenbreite (m) und die Fliehkraft (kN) und wird mit klein, mittel und groß eingeteilt. Die Einsatzzeit der Einzelbelastung (punktuelles Aufsetzen) wird mit 5 bis 12 Sekunden angegeben.

Prüfmethoden zur Prüfung der Verdichtung nach DWA-A 139

Gemäß den Vorgaben (Angaben zur Ausführung) der ATV DIN 18300 im Abschnitt 0.2.18 sind die „Anforderungen und Nachweise für das Verdichten“ in der Leistungsbeschreibung anzugeben. Des Weiteren fordert die DIN 18306 im Abschnitt 0.2.16 Angaben zu „Verdichtungsgrad und dessen Nachweis“. Die Prüfungen sollten mit Baufortschritt durchgeführt werden, um frühzeitig eventuell erforderliche Korrekturen hinsichtlich Verfüllbaustoff und Geräteauswahl zu veranlassen.

Die Prüfungen müssen gemäß ZTV E-StB 17 durchgeführt werden. Demnach werden die Prüfungen nach Eignungsprüfungen, Eigenüberwachungsprüfungen des Auftragnehmers und Kontrollprüfungen des Auftraggebers unterschieden. Der Verdichtungsgrad in der Leitungszone und der Hauptverfüllung muss nachgewiesen werden.

Um den Erfolg einer Verdichtung von Erdbaustoffen bzw. die Einhaltung der geforderten Mindestqualitäten nachzuweisen, kommen je nach Anforderungsprofil verschiedene Prüfmethoden zum Einsatz. Diese lassen sich in direkte und indirekte Prüfverfahren unterteilen:

Direkte Prüfverfahren

Indirekte Prüfverfahren

Anforderungen gemäß DWA-A 139

Im Abschnitt 10 „Prüfung während des Einbaus“ sind im Arbeitsblatt DWA-A 139 die Anforderungen wie folgt beschrieben:

Die nachfolgend aufgeführten Prüfungen müssen im Zuge des Einbaus der Rohre und Formstücke erfolgen. Dies kann im Rahmen der Eigen- und Fremdüberwachung bei der Bauausführung erfolgen. Durchgeführte Prüfungen müssen dokumentiert werden. Diese Dokumentation muss dem Auftraggeber bzw. seinem Vertreter vorgelegt und durch ihn abgezeichnet werden. Weiterhin heißt es unter 10.4.2 Qualitätssicherungskonzept: „Der Auftragnehmer (AN) muss die vertraglich vereinbarte Qualität der Erdarbeiten sicherstellen und nachweisen.“

Die Qualitätssicherung sollte folgende Elemente beinhalten:

Und unter 10.4.3 Prüfungen: „Die Prüfungen müssen gemäß ZTV E-StB durchgeführt werden.“

Demnach werden Prüfungen unterschieden nach:

Grundsätze der Eigenüberwachungs- und Kontrollprüfung (aus: ZTV E und ZTV A)

Rammsondierungen sind im Rahmen der Abschlussuntersuchung zum Nachweis einer einheitlichen Verdichtungsqualität sinnvoll. Der Abstand der Prüfpunkte sollte bei Rohrleitungsgräben jeweils 25 Meter in der Leitungszone und Hauptverfüllungszone nicht überschreiten. Die Kosten für die Eignungsprüfungen und die Eigenüberwachungsprüfungen trägt der Auftragnehmer. Die Kosten für die Durchführung der Kontrollprüfungen trägt der Auftraggeber. Die Ergebnisse der Prüfungen werden bei der Abnahme zugrunde gelegt.

Tabelle: Mindestanzahl der Eigenüberwachungsprüfungen (Quelle: ZTV E-StB 17):

Anforderungen gemäß ZTV E (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau)

Die Anforderungen der ZTV E-StB 17 zu den Eigenüberwachungsprüfungen sind hinsichtlich der Leitungsgräben nach Art und Umfang festgelegt.

Für Leitungsgräben ist die Mindestanzahl der Eigenüberwachungsprüfungen mit 3 je 150 Meter Länge pro Meter Grabentiefe angegeben. Bei Anwendungen des dynamischen Plattendruckversuchs als indirektes Prüfverfahren für die Bestimmung des Verdichtungsgrades ist der Umfang der Prüfungen im Vergleich zum notwendigen Prüfumfang bei direkten Prüfverfahren zu verdoppeln. Regelungen zu den dynamischen Plattendruckversuchen sind in der TP BF-StB Teil B 8.3 (Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau) beschrieben.

Für Prüfungen in Leitungsgräben wird die Messung des Sondierwiderstandes mittels Leitungsgrabensonden (Drucksonden) oder Rammsonden empfohlen.

Anforderungen gemäß ZTV A (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Aufgrabungen in Verkehrsflächen)

Aus der ZTV A-StB 12 gelten u.a. folgende Anforderungen:

Wenn der Auftraggeber an den Eigenüberwachungsprüfungen des Auftragnehmers teilnimmt und diese überwacht, kann auf weitere Kontrollprüfungen verzichtet werden. Hierbei erscheint eine anteilige Kostenübernahme durch den Auftraggeber möglich und sinnvoll.

Unterstützung durch die Gütegemeinschaft

Zur Unterstützung der Gütezeicheninhaber bietet die Gütegemeinschaft Leitfäden zur Dokumentation der Eigenüberwachung an. Andere, insbesondere innerbetriebliche Dokumente, die im Rahmen von Qualitätssicherungssystemen erstellt wurden, können alternativ verwendet werden.

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