„Kanäle verlegen, aber richtig“

VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
Am 02.02.2012 in Koblenz
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Sachgerechte Ausführung von Kanalgrabenverfüllungen
Dipl.-Ing.(FH) Hans-Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau e.V., Bad Honnef
1
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
Anzuwendende Regelwerke (u.a.): DIN EN 1610 / DWA-A 139
Die Neufassung des Arbeits-blattes
DWA-A 139 enthält die von den
beteiligten Fachkreisen für
notwendig erachteten ergänzenden
Hinweise und weitergehende Ausführungen zur DIN EN 1610
„Verlegung und Prüfung von
Abwasserleitungen und -kanälen“.
Das Arbeitsblatt soll die Anwendung
und Interpretation der DIN EN 1610
erleichtern und den am Bau
Beteiligten helfen, die in der Norm
enthaltenen Spielräume zu
erkennen und zu nutzen.
2
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
1
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Baugrund (aktuelle Normen)
DIN EN 1997-2 Ausgabe Oktober 2010
Erkundung und Untersuchung des Baugrunds
DIN 1054 Ausgabe Dezember 2010
Baugrund- Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau
DIN 4020 Ausgabe Dezember 2010
Geotechnische Untersuchungen für bautechnische Zwecke
Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-2
3
Güteschutz Kanalbau
DWA-A 139
3 Definitionen
9 Grabensohle
15
Gründungsschicht
4
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
2
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichtungsanforderungen nach ZTV A-StB 97/06
OK Fahrbahn
Planum
0,5 m unter
Planum
G1 / G2 / V1 100%
G3 / V2 / V3 97%
G1 / V1 / V1
G2 / V2
G3 / V2 / V3
98%
97%
95%
G1 / G2 / V1 97%
G1 / G2 / V1 97%
Güteschutz Kanalbau
5
DWA-A 139
4.3 Anforderungen an Planung und Ausschreibung
4.3.5 Ausführungsplanung
“Durch den Planer müssen in Abhängigkeit
von den einzusetzenden Verdichtungsverfahren
die erforderlichen Grabenbreiten festgelegt werden.“
6
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
3
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
DWA-A 139
5 Bauteile und Baustoffe
5.1 Allgemeines
“Die Auswahl der Bauteile und Baustoffe
hinsichtlich Eignung und Verwendung unter
Berücksichtigung der Anforderungen an das
Gesamtsystem und dessen Funktionalität
sind Aufgabe der Planung.
Kriterien für die Auswahl des Materials
sind unter anderem in der DIN EN 752 und
im Merkblatt DWA-M 159 enthalten.“
7
Güteschutz Kanalbau
DWA-A139
7.2 Ausführungen der Bettung
7.2.1 Bettung Typ 1 Regelausführung
“Der Verdichtungsgrad der oberen Bettungsschicht muss
mindestens dem der unteren Bettungsschicht entsprechen.“
8
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
4
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
DWA-A 139
7.3 Besondere Ausführungen von Bettung oder Tragkonstruktionen
7.3.1 Betonbettung (1)
“Eine Betonbettung (siehe Bild 7 und Bild 8)
kann beispielsweise bei
örtlich unterschiedlichen Bodenarten,
wechselnden Grundwasserständen,
stark geneigter Grabensohle,
Fels,
erforderlich werden.“
9
Güteschutz Kanalbau
DWA-A 139
7.3 Besondere Ausführungen von Bettung oder Tragkonstruktionen
7.3.3 Selbstverdichtende Verfüllmaterialien (1)
“Zur Herstellung von Leitungszone und Hauptverfüllung
stehen als Sonderverfahren fließfähige selbstverdichtende
Verfüllmaterialien zur Verfügung.
Bestandteile neben Wasser können sein:
......
“Die Mischungszusammensetzung muss in
Abhängigkeit der Eigenschaften der Ausgangsstoffe
und den Anforderungen des Auftraggebers festgelegt
werden.“
10
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
5
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
DWA-A 139
7.3 Besondere Ausführungen von Bettung oder Tragkonstruktionen
7.3.3 Selbstverdichtende Verfüllmaterialien (2)
“Da diese selbstverdichtenden Verfüllmaterialien
........
nicht durch die Bodengruppen gemäß Arbeitsblatt
ATV-DVWK-A 127 (Statische Berechnung von Abwasserkanälen und –leitungen)
abgedeckt werden ( z.B. E-Modul, Steifeziffer), muss ihre Eignung im
konkreten Anwendungsfall ....... gesondert untersucht werden.
Hierzu wird empfohlen, einen Sachverständigen
für Geotechnik einzuschalten.“
11
Güteschutz Kanalbau
DWA-A 139
7.3 Besondere Ausführungen von Bettung oder Tragkonstruktionen
7.3.3 Selbstverdichtende Verfüllmaterialien (3)
“Insbesondere müssen die folgenden
bodenmechanischen Kennwerte vor Einbau
des Materials durch den Planer vorgegeben werden:
· einaxiale Druckfestigkeit,
· Wichte des Bodens mit und ohne Grundwasser,
· Scherparameter (Kohäsion, Reibungswinkel),
· Verformungsmodul,
· Durchlässigkeit,
· Filtereigenschaften
· Porenvolumen
· Quell- und Schwindeigenschaften.“
…
Der Anwender des Verfahrens muss über ein Qualitätssicherungssystem
verfügen, …
12
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
6
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichtungstechnik (Quellen: BOMAG / WACKER)
Zum Verdichten von Böden sind vom Handstampfer bis zu
Walzen und Tiefenrüttlern Geräte vieler Hersteller am Markt und
gleichermaßen geeignet. Die nachfolgenden Darstellungen der
Firmen BOMAG und WACKER sind beispielhaft. Die Grundlagen
und Prüfmethoden gelten für alle Systeme.
13
Güteschutz Kanalbau
Verdichtungstechnik (Quelle: BOMAG)
Siehe hierzu Tabelle 2 des
Arbeitsblattes A 139:
„Bodenverdichtung,
Schütthöhen und Zahl der
Übergänge
14
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
7
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
DWA-A 139
Auszug aus Tabelle 2
Verdichtbarkeitsklassen
Dienstgewicht
Geräteart
[kg]
V1
V2
Eignung
Schütthöhe [cm]
Übergänge
Eignung
Schütthöhe [cm]
Übergänge
Leichte Verdichtungsgeräte für die Leitungszone
Vibrationsstampfer
leicht
bis 30
+
bis 20
2-4
+
bis 20
2-4
mittel
30 - 60
°
20 - 40
3-4
°
20 - 30
3-4
schwer
60 - 100
°
20 - 40
3-4
°
20 - 40
3-4
leicht
bis 100
+
bis 20
3-5
+
bis 15
4-6
mittel
100 - 300
+
20 - 30
3-5
°
15 - 25
4-6
Flächenrüttler
15
Güteschutz Kanalbau
Gerätetechnik zur Bodenverdichtung (Quelle: Wacker)
16
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
8
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichten der Rohreinbettung
mit leichten, mechanischen Geräten
17
Güteschutz Kanalbau
Verdichten des Rohrzwickels mit leichtem Vibrationsstampfer
Vorgaben der Rohrstatik
Auflagerwinkel: 120°
Verdichtung: 97 % Dpr
Obere Bettungsschicht
b = 60 cm
Untere Bettungsschicht
a = 30 cm
28
18
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
9
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichten des Rohrzwickels mit leichtem Vibrationsstampfer
Vorgaben der Rohrstatik
Auflagerwinkel: 120°
Verdichtung: 97 % Dpr
Obere Bettungsschicht
Untere Bettungsschicht
28
19
Güteschutz Kanalbau
Verdichten des Rohrzwickels mit leichtem Vibrationsstampfer
20
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
10
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichten des Rohrzwickels mit leichtem Vibrationsstampfer
21
Güteschutz Kanalbau
Verdichten des Rohrzwickels / Obere Bettungsschicht
Stahlbetonrohr DIN V 1201 – Typ 2
-SB – K – FM – 2000 x 3000.
Untere Betonbettung hoch
verdichtet.
Auflagerfläche des gesamten
Rohres ca. 15 cm2.
Rohrgewicht ca. 10,40 t.
Zwickel auf Null auslaufend.
22
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
11
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichten des Rohrzwickels / Obere Bettungsschicht
7.2.0 Allgemeines
“Die Bettung muss eine gleichmäßige
Druckverteilung unter dem Rohr im
Auflagerbereich sicherstellen.
Nach dem Herstellen der Rohrverbindung
muss das Unterstopfen des Rohres
sorgfältig ausgeführt werden.“
Kann dieses Rohr ausreichend
unterstopft werden ?
Auflagerwinkel gemäß Statik: 90°
Dicke der oberen Betonbettung = 36 cm
23
Güteschutz Kanalbau
Verdichten des Rohrzwickels / Obere Bettungsschicht
24
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
12
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Bettung und Verfüllung
Untere Bettungsschicht = Beton
Obere Bettungsschicht = Sand/Kies
A 139 Abschn. 7.2.1
Für die untere und obere
Bettungsschicht muss das gleiche
Material verwendet werden. Dies gilt
auch für Verfüllmaterialien in
Längsrichtung
25
Güteschutz Kanalbau
25
DWA-A 139
11 Verfüllung des Leitungsgrabens
11.2 Ausführung der Leitungszone
“Im Bereich der Seitenverfüllung darf
nur von Hand oder mit leichten Verdichtungsgeräten
verdichtet werden.
Die in DIN EN 1610 in den Tabellen 1 und 2
angegebenen Grabenbreiten sind Mindestwerte,
die beim Einsatz von Verdichtungsgeräten
für die Verdichtung der Seitenverfüllung unter Umständen in
Abhängigkeit vom Gerät entsprechend vergrößert werden müssen.
26
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
13
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Mindestbreite Arbeitsraum
27
Güteschutz Kanalbau
Verdichtung der Leitungszone
Überdeckungshöhe der
Rohrleitung zu gering!
28
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
14
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Verdichtung der Leitungszone und Hauptverfüllung
Kontrollierter Lasteintrag ? Arbeitsanweisung ?
29
Güteschutz Kanalbau
Ausführung der Verdichtung (Quelle: WACKER)
Die richtige Verzahnung zwischen Füllmaterial und Grabenwand
(anstehender Boden) ist von großer Wichtigkeit.
Hierzu ist ein Verdichtungsgerät einzusetzen, dass eine
Verdichtung genau am Rand der abgeböschten oder senkrechten
(verbauten) Wand erlaubt.
Die beste Verdichtung wird erreicht, indem man von der
Böschung oder Grabenwand zur Grabenmitte hin arbeitet.
30
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
15
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Ausführung der Verdichtung (Silotheorie – Gewölbewirkung)
Arbeitsschritte:
Schichtdicke auf Verdichtungsgerät
abstimmen
Verdichtung von der Grabenwand zur
Grabenmitte
Überlappend arbeiten
In der Regel mind. 3 Übergänge je
Einbaulage
31
Prinzipskizze
Güteschutz Kanalbau
Ausführung der Verdichtung
32
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
16
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Arbeitshilfen und Informationen
Bezug:
Wacker GmbH,
München
33
Güteschutz Kanalbau
Umsetzungsszenarien der Verfüllung
34
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
17
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
DWA-A 139
10 Prüfung während des Rohreinbaues
10.4 Prüfung der Erdarbeiten
10.4.2 Qualitätssicherungskonzept
Der Auftragnehmer (AN) muss die vertraglich vereinbarte Qualität
der Erdarbeiten sicherstellen und nachweisen.
(Eignungszeugnisse, Arbeitsanweisung, Probeverdichtung, Prüfungen im Zuge des Baufortschritts,
Umfang gemäß. ZTV E-StB und ZTV A-StB)
10.4.3 Kontrollprüfungen
Die Prüfungen müssen gemäß ZTV E-StB 09 durchgeführt werden.
(Eigenüberwachungsprüfungen des AN, Prüfmethode, erzielte Verdichtungsqualität, Anforderungswert
ermitteln, Richtwerte aufgrund von Erfahrungen, Abstand der Prüfpunkte)
35
Güteschutz Kanalbau
DWA-A 139
12 Abschlussuntersuchung
12 Abschlussuntersuchung … nach Verfüllung
12.3 Leitungszone und Hauptverfüllung
12.3.1 Verdichtung
Der Verdichtungsgrad in der Leitungszone und Hauptverfüllung
muss nachgewiesen werden.
Abnahmekriterien sind die der statischen Berechnung zu Grunde
gelegten Bodenkennwerte oder die Anforderungen der ZTV E-StB 09.
36
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
18
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
Qualitätssicherung auf der Baustelle (Beispiel)
37
Güteschutz Kanalbau
Qualitätssicherungssystem
Beispiel zur Protokollierung; Leitfaden für die Eigenüberwachung GSK
4 Lastannahmen, Höhen, Längen, Gefälle
Protokoll Nr. .....
Haltung
Nennweite DN
von Schacht
bis Schacht
Rohrwerkstoff
Vorgaben (Soll-Werte) w ie Protokoll Nr.
Soll
Vorgabe/Quelle
Beschreibung der
Anforderungen
LV
Ist
Statik
Überschüttungsbedingungen A1 bis A4 Hauptverfüllung
Einbettungsbedingungen B1 bis B4
Leitungszone
Überdeckungshöhe [m]
min
max
Mittlere Aushubtiefe [m]
Aushubbreite [m]
Max. Grundwasserstand über Rohrsohle (hW ) [m]
Siehe www.kanalbau.com
Qualifikation
Leitfäden Eigenüberwachung
Beurteilungsgruppe AK
Nachweis
Protokoll Nr.
Verdichtung
Verdichtungsgrad Dpr [%] bzw.
Hauptverfüllung
Tragfähigkeit [MN/m²] bzw.
Schlagzahl N10 [-]
Leitungszone
Grabensohle
Hauptverfüllung Material/Körnung
Abdeckung c
Dicke [mm]
Material/Körnung
Seitenverfüllung Material/Körnung
Obere Bettungs- Dicke [mm]
schicht b
Material/Körnung
Untere Bettungs- Dicke [mm]
schicht a
Material/Körnung
Nachweis der Erfüllung
Gründungsschicht
Dicke [mm]
Material/Körnung
Vorgabe Verformung:
Wert:
Vorgabe Verlegegenauigkeit:
Wert:
Datum:
Sichtprüfung durchgeführt:
Name:
Kontrollmessung
Schacht Nr.
Schachtsohle
NN
Soll
Ist
Haltungslänge
[m]
Soll
Ist
Gefälle
[%]
Ist
Soll
Bemerkung:
Datum:
38
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Name:
Güteschutz Kanalbau
19
VSVI Seminar Nr. 16-2011/2012
„Kanäle verlegen, aber richtig“
Koblenz
02.02.2012
DWA-A 139
Zusammenspiel der Abschnitte 11 mit 5 und 7
Das Arbeitsblatt A 139 bildet eine Einheit (mit DIN EN 1610)
Die Eignungskriterien von Abschn. 5 an die Verfüllböden sind
zwingend, und schon von der Planung umzusetzen
Eine Leistungsbeschreibung für den Bau einer Abwasserleitung
muss diese Gesamtheit gewährleisten
Die Qualität des Endprodukts „Abwasserleitung“ ist das Ergebnis der
sachgerechten Planung, Ausschreibung und baulichen Umsetzung
Die Qualitätsnachweise (z.B. die Verdichtungsnachweise) sind die
notwendigen Belege einer vertragsgerechten Bauleistung
39
Güteschutz Kanalbau
Qualität ist …???
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
40
Dipl.-Ing. (FH) Hans- Willi Bienentreu
Güteschutz Kanalbau
Güteschutz Kanalbau
20