1A Erdarbeiten aus Hannover

Bei Erdarbeiten in Hannover ist die Böschung die einfachste und günstigste Baugrubensicherung, sofern das Grundstück den Platz hergibt. Sie kostet kein Material, sondern nur Aushubvolumen. Genau deshalb wird sie regelmäßig zu steil ausgeführt, und genau deshalb gehört der Böschungsbruch zu den Unfallarten mit den schwersten Folgen im Tiefbau. Ein Kubikmeter Boden wiegt je nach Art zwischen 1,7 und 2,2 Tonnen. Wer darunter liegt, hat keine Chance.

Woher die Standfestigkeit kommt

Boden hält an einer Böschung durch zwei Mechanismen zusammen, die sich grundlegend unterscheiden.

Der eine ist die innere Reibung. Körner verzahnen sich, und je rauer und kantiger sie sind und je dichter sie gelagert sind, desto größer ist der Widerstand gegen gegenseitiges Verschieben. Beschrieben wird das über den Reibungswinkel φ.

Der andere ist die Kohäsion. Bei bindigen Böden halten die Teilchen über elektrostatische Kräfte und Kapillarspannungen im Porenwasser aneinander. Beschrieben wird das über die Kohäsion c.

Zusammengefasst werden beide im Bruchkriterium nach Mohr-Coulomb:

τ_f = c + σ‘ · tan φ

mit τ_f als Scherfestigkeit und σ‘ als effektiver Normalspannung in der Gleitfläche.

Für eine unendlich ausgedehnte Böschung ohne Kohäsion folgt daraus ein bemerkenswert einfaches Ergebnis: Die Böschung ist genau dann standsicher, wenn der Böschungswinkel β kleiner ist als der Reibungswinkel φ. Die Höhe spielt dabei keine Rolle.

Bei kohäsiven Böden ändert sich das Bild. Die Kohäsion erlaubt zunächst steilere und sogar senkrechte Böschungen, allerdings nur bis zu einer kritischen Höhe. Näherungsweise gilt für den senkrechten Einschnitt

H_krit ≈ 2 · c · tan(45° + φ/2) / γ

mit γ als Wichte des Bodens. Bei c = 20 kN/m², φ = 25 Grad und γ = 19 kN/m³ ergibt sich

H_krit = 2 · 20 · tan(57,5°) / 19 = 40 · 1,570 / 19 = 3,31 m

Das erklärt, warum ein Lehmboden vorübergehend senkrecht steht. Es erklärt aber auch, warum er nach zwei Tagen Regen ohne Vorwarnung abgeht.

Warum Kohäsion trügerisch ist

Die scheinbare Kohäsion bei nichtbindigen Böden entsteht durch Kapillarspannungen im teilgesättigten Zustand. Feuchter Sand steht steil, trockener rieselt, und wassergesättigter fließt.

Bei bindigen Böden ist die Kohäsion real, aber stark vom Wassergehalt abhängig. Mit steigendem Wassergehalt sinkt die Konsistenz von fest über steif und weich bis breiig, und mit ihr fällt die Scherfestigkeit.

Für die Baustelle hat das eine unbequeme Konsequenz: Eine Böschung, die am Freitag standsicher war, kann es am Montag nicht mehr sein, ohne dass jemand etwas verändert hätte. Regeneintrag über die Böschungsschulter, aufsteigendes Wasser aus der Sohle und Frost-Tau-Wechsel wirken alle in dieselbe Richtung.

Hinzu kommt die zeitliche Entwicklung der Porenwasserdrücke. Beim Aushub in bindigem Boden entstehen zunächst Unterdrücke, die die Standfestigkeit erhöhen. Diese bauen sich über Tage bis Wochen ab, und die tatsächliche Sicherheit sinkt entsprechend. Deshalb ist bei bindigen Böden der Langzeitzustand mit dräniertem Scherparametersatz zu betrachten und nicht nur der Anfangszustand.

Die Regelböschungen

Für einfache Fälle gibt die DIN 4124 Böschungsneigungen an, die ohne rechnerischen Nachweis ausgeführt werden dürfen. Sie sind nach Bodenart gestaffelt.

Bei nichtbindigen und weichen bindigen Böden wird flacher geböscht, bei steifen oder halbfesten bindigen Böden steiler, bei Fels am steilsten. Die konkreten Winkel sind der Norm in der geltenden Fassung zu entnehmen.

Diese Regelböschungen gelten allerdings nur unter Randbedingungen, und die werden auf Baustellen häufig übersehen:

Der Boden muss der angenommenen Kategorie tatsächlich entsprechen, was eine Ansprache durch fachkundiges Personal voraussetzt. Es dürfen keine Auflasten in Böschungsnähe stehen, also weder Aushubmaterial noch Fahrzeuge noch Baumaterial. Es darf kein Wasserzutritt vorliegen. Die Schichtung muss homogen sein, ohne einfallende Trennflächen. Und es darf keine Nachbarbebauung im Einflussbereich stehen.

Ist eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, entfällt die Möglichkeit der Regelböschung, und es ist zu rechnen.

Wann gerechnet werden muss

Ein rechnerischer Nachweis wird erforderlich, wenn eine der folgenden Situationen vorliegt.

Die Tiefe überschreitet die Grenze der Regelböschung. DIN 4124 nennt Tiefengrenzen, oberhalb derer die Regelneigungen nicht mehr ohne Weiteres angewendet werden dürfen.

Auflasten wirken im Einflussbereich. Ein Bagger, der drei Meter neben der Böschungskante arbeitet, trägt seine gesamte Masse in den Boden ein, und die Spannung breitet sich zur Böschung hin aus. Die Norm definiert Mindestabstände für Fahrzeuge und Lagerungen, die einzuhalten sind oder rechnerisch zu berücksichtigen.

Wasser tritt zu. Sickerwasser, Schichtenwasser oder Grundwasser im Böschungsbereich verändern die effektiven Spannungen grundlegend. Strömungsdruck wirkt zusätzlich destabilisierend.

Die Schichtung ist ungünstig. Eine bindige Schicht auf einer wasserführenden Sandlage, eine zur Baugrube hin einfallende Trennfläche oder ein Wechsel zwischen tragfähigen und weichen Lagen erfordern eine Einzelbetrachtung.

Nachbarbebauung liegt im Einflussbereich. Dann ist nicht nur die Böschung nachzuweisen, sondern auch die Auswirkung auf die Gründung des Nachbarn.

Die Standzeit ist lang. Bei bindigen Böden sinkt die Sicherheit über die Zeit.

Wie der Nachweis geführt wird

Der Nachweis erfolgt als Geländebruchnachweis nach DIN 4084. Betrachtet werden Gleitflächen, üblicherweise als Kreisbögen angesetzt, und für jede wird das Verhältnis der rückhaltenden zu den treibenden Momenten gebildet.

Gebräuchlich ist das Lamellenverfahren. Der Gleitkörper wird in senkrechte Lamellen zerlegt, für jede werden Gewicht, Normalkraft und Scherwiderstand in der Gleitfläche ermittelt, und anschließend wird über alle Lamellen summiert.

Im Grenzzustand wird gefordert, dass der Bemessungswert der Beanspruchung den Bemessungswert des Widerstands nicht überschreitet:

E_d ≤ R_d

Die Teilsicherheitsbeiwerte werden dabei auf die Scherparameter angewendet, also auf tan φ und c, sowie auf die Einwirkungen.

Gerechnet wird nicht eine Gleitfläche, sondern eine Schar. Die maßgebende ist diejenige mit der geringsten Sicherheit, und sie liegt bei geschichtetem Untergrund häufig nicht dort, wo man sie vermutet, sondern entlang einer weichen Zwischenlage.

Die Eingangsgrößen stammen aus dem geotechnischen Bericht. Ohne Baugrunduntersuchung sind Reibungswinkel und Kohäsion nicht bekannt, und geschätzte Werte tragen keinen Nachweis.

Praktische Maßnahmen

Über die Rechnung hinaus gibt es Maßnahmen, die die Standsicherheit erhöhen und wenig kosten.

Die Böschungsschulter wird freigehalten. Ein Streifen ohne Lagerung und ohne Befahrung, dessen Breite sich nach der Grubentiefe richtet.

Oberflächenwasser wird abgeführt. Ein Graben oberhalb der Böschungskante verhindert, dass Niederschlag über die Böschung läuft und sie auswäscht. In der Sohle sorgen ein Gefälle und ein Pumpensumpf dafür, dass sich kein Wasser sammelt.

Die Böschungsfläche wird geschützt, bei langer Standzeit durch Abdeckung mit Folie oder durch Begrünung.

Die Böschung wird beobachtet. Anrisse an der Schulter, Abplatzungen, austretendes Wasser und Verformungen sind Vorzeichen, und sie treten in aller Regel vor dem Versagen auf. Wer sie erkennt, hat Zeit zu reagieren.

Und in Zweifelsfällen wird verbaut statt geböscht. Ein Grabenverbau kostet weniger als ein Unfall, und er kostet auch weniger als ein Böschungsbruch, der die halbe Grube wieder füllt.

Ein Baugrubenverbau hält den Boden zurück, aber wie viel Druck er dabei aufnehmen muss, hängt nicht allein vom Boden ab. Es hängt davon ab, wie sehr sich die Wand bewegen darf. Diese Rückkopplung zwischen Verformung und Belastung ist der Kern der Erddruckberechnung und der Grund, warum zwei Verbauarten am selben Grundstück unterschiedlich zu bemessen sind.

Bei Erdarbeiten in Hannover mit Nachbarbebauung ist genau das die zentrale Frage: Wie viel Bewegung ist zulässig, und was folgt daraus für die Belastung.

Die drei Erddruckzustände

Boden hinter einer Wand kann sich in drei grundsätzlichen Zuständen befinden.

Erdruhedruck herrscht, wenn sich die Wand überhaupt nicht bewegt. Der Boden bleibt in seinem ursprünglichen Spannungszustand. Der Beiwert beträgt für normalkonsolidierte Böden näherungsweise

K₀ = 1 − sin φ

Bei φ = 30 Grad ergibt sich K₀ = 0,5.

Aktiver Erddruck stellt sich ein, wenn sich die Wand vom Boden weg bewegt. Der Boden entspannt sich, mobilisiert seine Scherfestigkeit und stützt sich teilweise selbst ab. Der Beiwert nach Rankine beträgt

K_a = tan²(45° − φ/2)

Bei φ = 30 Grad also K_a = 0,333.

Passiver Erddruck entsteht, wenn die Wand gegen den Boden gedrückt wird. Der Beiwert beträgt

K_p = tan²(45° + φ/2)

Bei φ = 30 Grad also K_p = 3,0. Dieser Zustand ist auf der Baugrubenseite unterhalb der Aushubsohle relevant, wo der Boden die Wand stützt.

Die Spannweite ist erheblich. Zwischen aktivem Erddruck und Erdruhedruck liegt bei diesem Beispiel der Faktor 1,5. Bei der Bemessung eines Verbaus über sechs Meter Höhe macht das den Unterschied zwischen einer wirtschaftlichen und einer aufwendigen Konstruktion.

Der Zusammenhang mit der Verformung

Entscheidend ist, wie viel Bewegung nötig ist, um den aktiven Zustand zu erreichen.

Bei nichtbindigen Böden genügt eine Wandbewegung im Bereich von etwa einem Tausendstel bis wenigen Tausendsteln der Wandhöhe. Bei einer sechs Meter hohen Wand also wenige Millimeter bis etwa zwei Zentimeter. Bei bindigen Böden ist deutlich mehr Bewegung erforderlich, teilweise ein Vielfaches davon.

Der passive Zustand verlangt erheblich größere Verformungen, in der Größenordnung von einem Prozent der Wandhöhe und mehr. Deshalb wird der passive Erddruck in der Bemessung nur teilweise angesetzt, weil die zugehörige Verformung sonst unzulässig groß wäre.

Für die Praxis folgt daraus die Regel: Je steifer und verformungsärmer der Verbau, desto höher der anzusetzende Erddruck.

Zuordnung zu den Verbauarten

Aus diesem Zusammenhang ergibt sich die Zuordnung.

Bei Trägerbohlwänden mit nachgiebiger Ausfachung und einfacher Verankerung darf in der Regel mit aktivem Erddruck gerechnet werden, weil die erforderliche Verformung eintritt. Der Preis dafür sind Setzungen im Hinterland.

Bei Spundwänden ohne Steifen oder mit einer Ankerlage ist ebenfalls häufig der aktive Ansatz zulässig.

Bei Bohrpfahlwänden und Schlitzwänden mit mehreren Steifen- oder Ankerlagen liegt die Verformung so niedrig, dass sich der aktive Zustand nicht vollständig einstellt. Anzusetzen ist dann ein Zwischenwert zwischen aktivem Erddruck und Erdruhedruck oder der Erdruhedruck selbst.

Bei Verbauwänden neben setzungsempfindlicher Bebauung ist unabhängig von der Verbauart ein erhöhter Erddruck anzusetzen, weil die zulässige Verformung durch das Nachbargebäude begrenzt wird und nicht durch die Wand.

Die maßgebenden Regelungen enthält die EAB, also die Empfehlungen des Arbeitskreises Baugruben, die für die Praxis den anerkannten Rahmen bilden.

Erddruckumlagerung

Ein zweiter Effekt kommt hinzu und wird häufig unterschätzt.

Die klassische Erddrucktheorie liefert eine dreieckförmige Verteilung, die linear mit der Tiefe zunimmt:

e_a(z) = γ · z · K_a

Diese Verteilung gilt für eine Wand, die sich um ihren Fußpunkt dreht. Bei einem gestützten Verbau trifft das nicht zu. Die Wand wird an den Steifen- oder Ankerlagen gehalten und kann sich dort kaum bewegen, während sie in den Feldern dazwischen ausweicht.

Der Boden reagiert darauf mit Gewölbewirkung. Er lagert Spannungen von den nachgiebigen Bereichen auf die steifen Stützpunkte um. Das Ergebnis ist eine Verteilung, die nicht mehr dreieckig ist, sondern rechteckig, trapezförmig oder mit ausgeprägten Spitzen an den Stützungen, je nach Anzahl und Lage der Stützlagen.

Die Gesamtkraft bleibt dabei etwa gleich, ihre Verteilung ändert sich erheblich. Für die Bemessung der Wand bedeutet das andere Biegemomente, für die Bemessung von Ankern und Steifen andere Kräfte.

Die EAB gibt für die gebräuchlichen Stützungskonfigurationen entsprechende Lastbilder vor. Wer mit der dreieckigen Verteilung rechnet, obwohl gestützt wird, unterschätzt die Ankerkraft in den oberen Lagen deutlich.

Weitere Einflussgrößen

Wasserdruck. Unterhalb des Grundwasserspiegels ist der Wasserdruck getrennt vom Erddruck anzusetzen. Der Erddruck wird dann mit der Wichte unter Auftrieb berechnet, der Wasserdruck kommt voll hinzu. Da Wasser keinen Reibungswinkel hat, wirkt es mit K = 1,0 und damit erheblich stärker als der Boden. Bei durchlässigen Böden ist der Wasserdruck häufig der dominierende Anteil.

Auflasten. Fahrzeuge, Kranstellflächen, Materiallager und die Nachbarbebauung erzeugen zusätzlichen Erddruck. Flächenlasten werden über K_a in die Rechnung übernommen, Einzellasten über Lastausbreitungsansätze.

Kohäsion. Bei bindigen Böden reduziert die Kohäsion den aktiven Erddruck. Sie darf allerdings nur angesetzt werden, wenn sie dauerhaft vorhanden ist, was bei Austrocknung und Wiederbefeuchtung nicht gesichert ist. In der Praxis wird sie deshalb häufig konservativ behandelt.

Verdichtungserddruck. Wird hinter einer Wand verfüllt und verdichtet, entstehen Spannungen, die über dem aktiven Erddruck liegen und nach Abschluss der Verdichtung teilweise erhalten bleiben. Bei Verfüllungen im Zuge von Erdarbeiten ist das zu berücksichtigen.

Nachweise am Verbau

Aus dem angesetzten Erddruck folgen mehrere Nachweise.

Die Wand selbst wird auf Biegung und Querkraft bemessen, bei Trägerbohlwänden zusätzlich die Ausfachung.

Die Stützung wird bemessen, also Anker mit Stahlquerschnitt und Verpresskörper oder Steifen mit Knicknachweis.

Der Fußauflagerbereich wird nachgewiesen, mit ausreichender Einbindetiefe unterhalb der Aushubsohle, damit der passive Erddruck die Fußkraft aufnehmen kann.

Die Gesamtstandsicherheit wird über den Geländebruchnachweis geführt, der Gleitflächen betrachtet, die um die Verankerung herum verlaufen.

Ergänzend sind bei Wasser hydraulischer Grundbruch und Auftrieb zu untersuchen, worauf ich in der nächsten Frage eingehe.

Verformungsprognose und Messung

Da die Verformung sowohl Eingangsgröße als auch Ergebnis ist, wird sie prognostiziert und anschließend gemessen.

Prognostiziert wird über Bettungsmodulverfahren oder über numerische Berechnungen mit Stoffgesetzen, die das nichtlineare Bodenverhalten abbilden. Für einfache Fälle genügen Erfahrungswerte aus vergleichbaren Baugruben.

Gemessen wird über Inklinometer in der Verbauwand, geodätische Messungen an der Wandkrone und Setzungsmessungen an der Nachbarbebauung. Festgelegt werden Schwellenwerte mit abgestuften Reaktionen: verdichtete Beobachtung, Anpassung des Bauablaufs, Nachspannen der Anker, im Extremfall Baustopp.

Bei Erdarbeiten neben Bestandsbebauung ist diese Messkette kein Zusatz, sondern Bestandteil der Sicherungsmaßnahme.

Wasser ist bei Erdarbeiten der Faktor, der aus einer beherrschbaren Baugrube eine gefährliche macht. Der Boden verhält sich dabei nicht anders als sonst, aber die Kräfte, die auf ihn wirken, ändern sich grundlegend, sobald eine Druckdifferenz besteht. Bei Baugruben in Hannover, besonders in den Niederungen entlang von Leine und Ihme, ist die Konstellation mit einer bindigen Deckschicht über einem wasserführenden Sandhorizont geradezu typisch. Genau diese Schichtung führt zum gefährlichsten Versagensfall im Grundbau.

Der Unterschied zwischen den beiden Mechanismen

Hydraulischer Grundbruch und Auftrieb werden häufig verwechselt, sind physikalisch aber verschieden.

Hydraulischer Grundbruch tritt bei durchströmtem Boden auf. Wasser fließt von außen unter der Verbauwand hindurch nach oben in die Baugrube. Diese Strömung erzeugt einen Strömungsdruck, der nach oben gerichtet ist. Erreicht dieser Druck die Größe des Eigengewichts der Bodenkörner unter Auftrieb, wird das Korngerüst schwerelos. Der Boden verliert jede Scherfestigkeit und verhält sich wie eine Flüssigkeit.

Auftrieb tritt bei einer nicht oder kaum durchströmten, dichten Schicht auf. Unter ihr steht Wasser unter Druck, das nicht durchsickern kann. Die Schicht wirkt dann wie ein Deckel, der von unten angehoben wird. Sie bricht als Ganzes auf.

Der erste Fall betrifft nichtbindige Böden, der zweite bindige Deckschichten. Bei geschichtetem Untergrund treten beide nebeneinander auf und sind getrennt nachzuweisen.

Gespanntes Grundwasser

Der Begriff beschreibt Grundwasser, dessen Druckhöhe über der Oberkante des wasserführenden Horizonts liegt. Ursache ist eine überlagernde bindige Schicht, die den Aufstieg verhindert.

Bohrt man in einen solchen Horizont, steigt das Wasser im Bohrloch bis auf die Druckhöhe an, also deutlich über die Schichtoberkante. In Extremfällen tritt es an der Geländeoberfläche aus.

Für die Baugrube ist das entscheidend. Wird die bindige Deckschicht durch den Aushub dünner, sinkt ihr Gewicht, während der Wasserdruck darunter unverändert bleibt. Ab einer bestimmten Restdicke reicht das Gewicht nicht mehr aus, und die Schicht hebt sich.

Das Tückische daran: Solange die Schicht intakt ist, ist die Baugrube trocken. Es gibt kein Wasser, das ansteigt, keine nasse Sohle, kein Vorzeichen. Das Versagen tritt schlagartig ein, häufig über Nacht.

Nachweis gegen Auftrieb der Sohlschicht

Der Nachweis vergleicht das Gewicht der verbleibenden Deckschicht mit dem von unten wirkenden Wasserdruck.

Die stabilisierende Größe ist das Gewicht der Schicht:

G = γ · d · A

mit γ als Wichte des bindigen Materials und d als Restdicke unter der Aushubsohle.

Die destabilisierende Größe ist der Wasserdruck an der Schichtunterkante:

U = γ_w · h_w · A

mit γ_w als Wichte des Wassers und h_w als Druckhöhe des gespannten Grundwassers über der Schichtunterkante.

Die Bedingung lautet vereinfacht

γ · d ≥ η · γ_w · h_w

Ein Rechenbeispiel. Der wasserführende Sandhorizont beginnt bei 6,0 Metern unter Gelände, die Druckhöhe des gespannten Wassers reicht bis 1,5 Meter unter Gelände. Die bindige Deckschicht hat eine Wichte von 20 kN/m³.

Bei einer geplanten Aushubtiefe von 4,0 Metern verbleiben 2,0 Meter Deckschicht.

Stabilisierend: 20 · 2,0 = 40 kN/m²
Destabilisierend: Druckhöhe über Schichtunterkante = 6,0 − 1,5 = 4,5 m
Wasserdruck: 10 · 4,5 = 45 kN/m²

Das Verhältnis beträgt 40 / 45 = 0,89. Die Schicht hebt sich also bereits ohne jeden Sicherheitsbeiwert.

Die zulässige Aushubtiefe lässt sich aus der Bedingung ableiten. Bei einem geforderten Beiwert von 1,1 folgt

d_erf = 1,1 · 45 / 20 = 2,48 m

Die Aushubsohle darf demnach höchstens bei 6,0 − 2,48 = 3,52 Metern unter Gelände liegen. Für die geplanten 4,0 Meter sind Maßnahmen erforderlich.

Die konkret anzusetzenden Teilsicherheitsbeiwerte ergeben sich aus DIN 1054 in Verbindung mit dem Eurocode 7 und sind projektbezogen zu prüfen.

Nachweis gegen hydraulischen Grundbruch

Bei durchströmtem, nichtbindigem Boden wird anders gerechnet.

Maßgebend ist das hydraulische Gefälle

i = Δh / l

mit Δh als Potentialdifferenz zwischen Außenwasserstand und Baugrubensohle und l als Länge des Strömungswegs, also im Wesentlichen der Weg um den Verbaufuß herum.

Kritisch wird es, wenn der Strömungsdruck das Gewicht des Korngerüsts unter Auftrieb erreicht. Das kritische Gefälle beträgt

i_krit = γ‘ / γ_w

mit γ‘ als Wichte des Bodens unter Auftrieb. Bei γ‘ = 10 kN/m³ und γ_w = 10 kN/m³ ergibt sich i_krit = 1,0. Dieser Wert liegt bei den meisten Böden nahe eins, was die Merkregel erklärt, dass ein hydraulisches Gefälle in Richtung eins gefährlich wird.

Der Nachweis erfolgt über den Vergleich der Strömungskraft mit dem Gewicht eines Bodenkörpers vor dem Verbaufuß, üblicherweise nach Terzaghi mit einem Ersatzkörper der Breite der halben Einbindetiefe.

Praktisch führt der Nachweis zu einer erforderlichen Einbindetiefe. Je tiefer der Verbau einbindet, desto länger der Strömungsweg, desto kleiner das Gefälle. Reicht das nicht, wird der Weg verlängert oder die Potentialdifferenz verringert.

Maßnahmen

Aus beiden Nachweisen folgen dieselben grundsätzlichen Handlungsmöglichkeiten.

Druckentspannung. Über Brunnen wird der Druck im gespannten Horizont abgesenkt, bis die verbleibende Deckschicht ausreicht. Der Vorteil: Es wird nur der Druck verringert, nicht der gesamte Wasserspiegel abgesenkt. Der Nachteil: Es entstehen Setzungen im Umfeld, weil die effektive Spannung im Boden steigt.

Grundwasserabsenkung. Über Filterbrunnen oder Vakuumlanzen wird der Wasserspiegel unter die Aushubsohle abgesenkt. Wirksam, aber mit erheblicher Reichweite des Absenktrichters und entsprechenden Setzungen an Nachbargebäuden.

Verlängerung des Strömungswegs. Ein tiefer einbindender Verbau, im Idealfall bis in eine dichte Schicht. Bei Einbindung in eine undurchlässige Sohle entfällt die Umströmung vollständig.

Dichtsohle. Eine künstliche Abdichtung der Baugrubensohle, hergestellt durch Injektion, Düsenstrahlverfahren oder als Unterwasserbetonsohle. Die Sohle nimmt den Wasserdruck als Konstruktion auf und wird gegen Auftrieb entweder durch ihr Gewicht oder durch Rückverankerung gesichert.

Auflast. Die Sohle wird belastet, etwa durch eine Wasserfüllung der Baugrube oder eine Ballastschicht. In der Praxis selten, weil es die Arbeit behindert.

Anpassung der Gründung. Manchmal die wirtschaftlichste Lösung: Der Neubau wird flacher gegründet, sodass die kritische Tiefe gar nicht erreicht wird.

Wasserrechtliche Seite

Jede Entnahme und jede Einleitung von Grundwasser ist wasserrechtlich erlaubnispflichtig. Zuständig ist die untere Wasserbehörde, in Hannover bei der Region beziehungsweise der Landeshauptstadt.

Das Verfahren braucht Vorlauf, der bei mehreren Wochen bis Monaten liegen kann. Erforderlich sind Angaben zu Fördermenge, Absenkziel, Dauer, Reichweite des Absenktrichters, Auswirkungen auf Nachbarbebauung und Vegetation sowie zum Verbleib des geförderten Wassers.

Bei belastetem Grundwasser, etwa im Bereich von Altlasten, kommt eine Behandlung vor der Einleitung hinzu. Das ist einer der Punkte, die Terminpläne bei Erdarbeiten am häufigsten sprengen.

Was auf der Baustelle zu beobachten ist

Ein Anzeichen für beginnenden hydraulischen Grundbruch ist die Quellbildung in der Sohle, also punktuell aufsteigendes Wasser, das Feinmaterial mitführt. Wird das beobachtet, ist der Vorgang bereits im Gang.

Bei drohendem Auftrieb der Deckschicht zeigen sich Aufwölbungen der Sohle, Risse in der bindigen Schicht und plötzlich austretendes Wasser an einzelnen Stellen.

In beiden Fällen wird die Baugrube unverzüglich geräumt. Wiederbetreten erst nach Beurteilung durch den Geotechniker und nach Umsetzung von Gegenmaßnahmen.

Vorbeugend gehört zu jeder Baugrube mit Wassereinfluss eine Beobachtung über Grundwassermessstellen, deren Werte protokolliert werden. Der Wasserstand ist keine Konstante, sondern folgt Niederschlag und Vorflutern, und der Bemessungswasserstand ist der höchste zu erwartende, nicht der am Tag der Baugrubenherstellung gemessene.

Wie werden Massenermittlung, Auflockerungsfaktor und Verdichtungsgrad beim Bodenaushub gegeneinander abgegrenzt, und wie ergibt sich daraus die tatsächlich abzufahrende Transportmenge?

Wer ein Angebot für Erdarbeiten vergleicht, stößt schnell auf ein Problem: Die Mengen scheinen nicht zusammenzupassen. Der eine rechnet in Kubikmetern, der andere in Tonnen, und die Zahlen für dasselbe Loch weichen um dreißig Prozent voneinander ab.

Beide können recht haben. Der Unterschied liegt darin, in welchem Zustand der Boden gemessen wurde.

Die drei Zustände

Boden hat je nach Zustand ein anderes Volumen bei gleicher Masse.

Der gewachsene Zustand. So liegt der Boden im Untergrund, über Jahrtausende gesetzt und verdichtet. Das Volumen in diesem Zustand ist die Größe, die sich aus der Geometrie der Baugrube ergibt, also aus Länge, Breite und Tiefe.

Der gelöste Zustand. Sobald der Bagger den Boden aufnimmt, wird das Korngefüge gestört. Zwischen den Körnern entstehen zusätzliche Hohlräume, das Volumen nimmt zu. Dieser Zustand ist maßgebend für Transport und Zwischenlagerung.

Der eingebaute Zustand. Wird der Boden wieder eingebracht und verdichtet, verringert sich das Volumen erneut. Je nach Verdichtungsaufwand kann es unter, bei oder über dem gewachsenen Volumen liegen.

Die Masse bleibt in allen drei Zuständen gleich. Nur das Volumen ändert sich, und mit ihm die Anzahl der Lkw-Fahrten.

Der Auflockerungsfaktor

Das Verhältnis zwischen gelöstem und gewachsenem Volumen wird als Auflockerungsfaktor bezeichnet:

f_A = V_gelöst / V_gewachsen

Die Größenordnung hängt stark von der Bodenart ab. Nichtbindige Böden wie Sand und Kies lockern vergleichsweise wenig auf, weil ihr Korngefüge auch im gewachsenen Zustand relativ locker ist. Bindige Böden wie Ton und Lehm lockern deutlich stärker auf, weil ihre dichte Struktur beim Lösen aufbricht. Fels lockert am stärksten auf, weil aus einem kompakten Verband ein Haufwerk mit erheblichen Hohlräumen entsteht.

Gebräuchliche Anhaltswerte bewegen sich für Sand und Kies im Bereich von etwa 1,10 bis 1,20, für bindige Böden bei etwa 1,20 bis 1,35 und für gelösten Fels deutlich darüber. Die konkreten Werte sind bodenartenabhängig und projektbezogen festzulegen.

Rechenbeispiel

Eine Baugrube von 18 mal 12 Metern, Tiefe 3,5 Meter, ausgehoben in Geschiebelehm.

Gewachsenes Volumen:
V = 18 · 12 · 3,5 = 756 m³

Bei einem Auflockerungsfaktor von 1,25:
V_gelöst = 756 · 1,25 = 945 m³

Die Differenz beträgt 189 Kubikmeter, also rund ein Viertel. Bei einer Lkw-Ladung von etwa 12 Kubikmetern entspricht das rund 16 zusätzlichen Fahrten gegenüber der Rechnung mit gewachsenem Volumen.

Die Masse ergibt sich unabhängig vom Zustand aus dem gewachsenen Volumen und der Wichte. Bei γ = 20 kN/m³, also rund 2,0 Tonnen je Kubikmeter:

m = 756 · 2,0 = 1512 t

Wird nach Gewicht abgerechnet, was bei Deponierung und Verwertung der Regelfall ist, spielt die Auflockerung für den Entsorgungspreis keine Rolle. Für die Transportkosten dagegen sehr wohl, weil das Fassungsvermögen der Fahrzeuge volumenbegrenzt ist, sofern nicht das zulässige Gesamtgewicht zuerst erreicht wird.

Genau hier liegt eine praktische Feinheit. Bei schweren, feuchten Böden ist die Nutzlast des Fahrzeugs maßgebend, bei leichten und stark aufgelockerten Materialien das Volumen der Mulde. Welcher der beiden Werte begrenzt, entscheidet über die Anzahl der Fahrten.

Der Verdichtungsgrad

Beim Wiedereinbau kehrt sich der Vorgang um. Der Verdichtungsgrad beschreibt, welche Dichte im Verhältnis zu einer Referenzdichte erreicht wird:

D_Pr = ρ_d / ρ_Pr · 100 %

mit ρ_d als erreichter Trockendichte und ρ_Pr als Proctordichte, also der Dichte, die sich unter definierter Verdichtungsarbeit im Laborversuch einstellt.

Erreicht ein Einbau einen Verdichtungsgrad von 100 Prozent, entspricht seine Dichte der Proctordichte. Diese liegt bei vielen Böden über der natürlichen Lagerungsdichte, weshalb verdichteter Einbau ein kleineres Volumen einnehmen kann als der gewachsene Boden.

Für die Massenbilanz heißt das: Der Einbaufaktor kann kleiner als eins sein.

f_E = V_eingebaut / V_gewachsen

Typische Werte liegen je nach Boden und Anforderung bei etwa 0,90 bis 1,00.

Die vollständige Bilanz

Bei Erdarbeiten mit Verfüllung wird die Bilanz über alle drei Zustände geführt.

Ein Beispiel: Aushub 756 Kubikmeter gewachsen. Die ehemalige Kellergrube soll verfüllt werden, ihr Volumen beträgt 280 Kubikmeter.

Benötigtes Einbauvolumen: 280 m³
Bei einem Einbaufaktor von 0,95 entspricht das an gewachsenem Boden: 280 / 0,95 = 295 m³

Verbleibender Überschuss, gewachsen gerechnet: 756 − 295 = 461 m³
Als gelöstes Volumen abzufahren: 461 · 1,25 = 576 m³

Aus 756 Kubikmetern Aushub werden also 576 Kubikmeter Transportvolumen, obwohl nur 280 Kubikmeter verfüllt wurden. Wer diese Rechnung nicht führt, kalkuliert entweder zu wenig Fahrten oder zu viel Material.

Voraussetzung ist allerdings, dass der ausgehobene Boden überhaupt als Verfüllmaterial geeignet ist. Bei bindigen Böden mit hohem Wassergehalt ist das häufig nicht der Fall, weil sie sich nicht verdichten lassen. Dann muss der gesamte Aushub abgefahren und geeignetes Material angeliefert werden, was die Transportmenge verdoppelt.

Was in Leistungsverzeichnissen steht

Für Angebotsvergleiche ist entscheidend, auf welchen Zustand sich die Mengenangabe bezieht. Üblich sind mehrere Bezugsgrößen.

Bei Aushubleistungen wird meist auf das gewachsene Profilmaß abgerechnet, also auf die Geometrie nach Plan.

Bei Transportleistungen wird auf das gelöste Volumen oder auf die Masse abgerechnet.

Bei Entsorgungsleistungen praktisch immer auf die Masse, belegt durch Wiegescheine.

Bei Verfüllungen auf das eingebaute Volumen nach Profil.

Ein Angebot, das diese Bezüge nicht ausweist, ist nicht vergleichbar. Bei größeren Vorhaben sollte im Leistungsverzeichnis stehen, welcher Auflockerungsfaktor angesetzt wurde, damit beide Seiten von derselben Grundlage ausgehen.

Praktische Fehlerquellen

Drei Punkte führen in der Praxis regelmäßig zu Abweichungen.

Der Mehraushub durch Böschungen. Die Geometrie im Plan zeigt oft nur den Baukörper. Wird geböscht, kommt erhebliches Zusatzvolumen hinzu. Bei einer 3,5 Meter tiefen Grube mit einer Böschungsneigung von 45 Grad wächst der Umriss auf jeder Seite um 3,5 Meter, was die Aushubmenge bei kleinen Grundflächen mehr als verdoppeln kann.

Der Mehraushub durch Arbeitsraum. Für den Rohbau wird seitlich Platz benötigt, üblicherweise mindestens 0,5 Meter, häufig mehr.

Vergessene Fundamentreste. Alte Fundamente im Aushubbereich zählen nicht als Boden, sondern als Bauschutt, und sie werden anders entsorgt. Ihr Volumen fehlt in der Bodenrechnung und taucht in der Bauschuttrechnung auf.

Wer diese Punkte vorab klärt, hat am Ende der Erdarbeiten eine Schlussrechnung, die der Kalkulation entspricht. Wer sie offenlässt, bekommt Nachträge.

Nach einem Abriss steht auf dem Grundstück ein Loch, und irgendwann soll dort wieder etwas stehen. Zwischen diesen beiden Zuständen liegt die Verfüllung, und sie ist der Arbeitsschritt, bei dem sich Nachlässigkeit am spätesten zeigt. Ein schlecht verdichteter Bereich fällt nicht bei der Übergabe auf, sondern zwei Jahre später, wenn die Terrasse absackt oder ein Riss durch die Fassade läuft.

Bei Erdarbeiten in Hannover ist die Verfüllung ehemaliger Kellergruben deshalb der Punkt, an dem wir am genauesten nachfragen, was danach kommt.

Zwei grundsätzlich verschiedene Prüfansätze

Die Verdichtung wird über zwei Wege beurteilt, die unterschiedliche Größen messen und nicht ineinander umgerechnet werden können.

Der eine Weg misst die Dichte, also wie viel Masse in einem bestimmten Volumen steckt. Bezugsgröße ist die Proctordichte aus dem Laborversuch.

Der andere Weg misst die Verformbarkeit, also wie stark der Boden unter einer aufgebrachten Last nachgibt. Gemessen wird der Verformungsmodul aus dem Plattendruckversuch.

Beide Größen hängen zusammen, aber nicht eindeutig. Ein Boden kann bei gleicher Dichte unterschiedlich steif sein, je nach Kornverteilung, Wassergehalt und Kornform. Deshalb schreiben Regelwerke je nach Anwendung mal das eine und mal das andere Kriterium vor, teilweise auch beide.

Der Proctorversuch

Im Laborversuch wird eine Bodenprobe in einem genormten Zylinder in mehreren Lagen mit einem Fallgewicht verdichtet, und zwar bei verschiedenen Wassergehalten. Für jeden Versuch wird die erreichte Trockendichte bestimmt.

Trägt man die Trockendichte über dem Wassergehalt auf, ergibt sich eine Kurve mit einem ausgeprägten Maximum. Dieses Maximum ist die Proctordichte, der zugehörige Wassergehalt der optimale Wassergehalt.

Der Verlauf hat eine anschauliche Erklärung. Bei zu trockenem Boden behindert die Reibung zwischen den Körnern die Umlagerung, die Verdichtung gelingt nicht. Mit steigendem Wassergehalt wirkt das Wasser als Schmiermittel, die Körner ordnen sich dichter. Wird es zu nass, füllt Wasser die Poren und lässt sich nicht mehr verdrängen, weil es inkompressibel ist. Die erreichbare Dichte sinkt wieder.

Für die Baustelle folgt daraus ein Punkt, der häufig unterschätzt wird: Der Wassergehalt entscheidet über den Erfolg. Ein bindiger Boden, der nach einer Regenwoche deutlich über dem Optimum liegt, lässt sich mit keinem Gerät auf die geforderte Dichte bringen. Dann hilft nur Warten, Auflockern und Trocknen oder der Austausch gegen geeignetes Material.

Der Verdichtungsgrad wird als Verhältnis angegeben:

D_Pr = ρ_d / ρ_Pr · 100 %

Übliche Anforderungen liegen je nach Anwendung zwischen etwa 95 und 100 Prozent, bei tragenden Schichten unter Verkehrsflächen auch darüber. Die konkreten Werte ergeben sich aus dem einschlägigen Regelwerk und der Leistungsbeschreibung.

Der Plattendruckversuch

Beim statischen Plattendruckversuch wird eine kreisförmige Lastplatte auf die Prüffläche gesetzt und stufenweise belastet, üblicherweise über einen hydraulischen Zylinder mit Gegengewicht, in der Praxis meist ein beladener Lkw oder Bagger. Für jede Laststufe wird die Setzung gemessen.

Aus der Belastungskurve wird der Verformungsmodul berechnet:

E_v = 1,5 · r · Δσ / Δs

mit r als Plattenradius, Δσ als Spannungsdifferenz und Δs als zugehöriger Setzungsdifferenz.

Der Versuch wird zweimal durchgeführt. Aus der Erstbelastung ergibt sich E_v1, aus der Zweitbelastung E_v2. Der zweite Wert liegt höher, weil ein Teil der Verformung aus dem ersten Durchgang plastisch war und nicht wiederkehrt.

Das Verhältnis der beiden Werte ist ein Maß für den Verdichtungszustand:

Verhältniswert = E_v2 / E_v1

Ein kleiner Quotient bedeutet, dass beim ersten Belasten wenig bleibende Verformung auftrat, der Boden also bereits gut verdichtet war. Ein großer Quotient zeigt an, dass sich der Boden unter Last noch erheblich nachverdichtet hat, was auf eine unzureichende Verdichtung hindeutet.

Gefordert werden deshalb regelmäßig zwei Kriterien gleichzeitig: ein Mindestwert für E_v2 und ein Höchstwert für das Verhältnis. Die konkreten Anforderungen richten sich nach der Anwendung und sind der jeweiligen Vorschrift zu entnehmen.

Ergänzend existiert der dynamische Plattendruckversuch mit dem Leichten Fallgewichtsgerät, der schneller durchzuführen ist und sich für Kontrollprüfungen in Gräben und auf kleineren Flächen eignet. Er liefert den dynamischen Verformungsmodul E_vd, dessen Bezug zu E_v2 bodenabhängig ist und nicht allgemeingültig umgerechnet werden kann.

Warum die Kriterien auseinanderfallen

Die beiden Prüfansätze eignen sich für unterschiedliche Böden.

Bei nichtbindigen Böden funktioniert der Plattendruckversuch gut. Sand und Kies reagieren auf Verdichtung mit deutlich messbarer Steifigkeitszunahme.

Bei bindigen Böden ist der Plattendruckversuch problematisch, weil das Ergebnis stark vom Wassergehalt abhängt und weil sich unter der Platte Porenwasserüberdrücke aufbauen, die das Ergebnis verfälschen. Hier wird über die Dichte geprüft.

Bei gemischtkörnigen Böden liegen beide Verfahren im Anwendungsbereich, können aber zu unterschiedlichen Bewertungen führen.

Für die Praxis heißt das: Das Prüfverfahren wird passend zum Material gewählt und vorab festgelegt, nicht erst dann, wenn geprüft werden soll.

Was die spätere Nutzung vorgibt

Die dritte Größe im Spiel ist die Anforderung, die sich aus dem ergibt, was auf der Fläche entstehen soll.

Bei einer Verfüllung ohne spätere Bebauung, etwa einer Grünfläche, sind die Anforderungen gering. Es genügt, wenn sich die Fläche nicht ungleichmäßig setzt.

Bei einer Verfüllung unter Verkehrsflächen gelten die Anforderungen des Straßenbaus, mit abgestuften Werten für Untergrund, Unterbau und Tragschichten.

Bei einer Verfüllung im Gründungsbereich eines Neubaus wird es anspruchsvoll. Hier trägt die Verfüllung Lasten ab, und ungleichmäßige Steifigkeiten führen zu Setzungsdifferenzen im Bauwerk.

Der letzte Fall ist bei Abbruchgrundstücken der kritische. Wird ein Gebäude teilweise über der ehemaligen Kellergrube und teilweise über gewachsenem Boden gegründet, treffen zwei unterschiedlich steife Bereiche unter demselben Fundament aufeinander. Selbst eine sehr gut verdichtete Verfüllung erreicht selten die Steifigkeit eines über Jahrtausende gesetzten Untergrunds.

Die Konsequenz ist eine Setzungsdifferenz, aus der eine Winkelverdrehung folgt:

β = Δs / L

Aus dieser Verdrehung entsteht Rissbildung. Deshalb wird in solchen Fällen entweder die Gründung angepasst, etwa durch eine steife Bodenplatte oder eine Tiefgründung, oder die Verfüllung wird mit gebundenem Material ausgeführt, oder das Gebäude wird so positioniert, dass es die Grenze meidet.

Genau darum fragen wir beim Ortstermin so früh nach der geplanten Bebauung. Wer erst nach der Verfüllung mitteilt, dass dort ein Anbau entstehen soll, zahlt für den zweiten Durchgang.

Ausführung

Verdichtet wird lagenweise. Die Schütthöhe je Lage richtet sich nach dem Gerät und dem Material und liegt bei leichten Geräten im Bereich von zwanzig bis dreißig Zentimetern, bei schweren Walzen deutlich darüber.

Die häufigsten Fehler auf Baustellen sind zu große Schütthöhen, weil es schneller geht, zu wenige Übergänge und ungeeignetes Material.

Zur Materialeignung: Bindiger Aushub mit hohem Wassergehalt ist als Verfüllmaterial regelmäßig ungeeignet. Bauschutt kann geeignet sein, sofern er aufbereitet, klassifiziert und in seiner Kornverteilung verdichtungsfähig ist. Unaufbereiteter Abbruchschutt mit Störstoffen ist es nicht, weil sich Holz und Dämmstoffe zersetzen und Hohlräume hinterlassen.

Im Bereich von Bauwerkskanten, Leitungsgräben und Fundamentanschlüssen wird mit leichtem Gerät gearbeitet, damit keine Schäden entstehen. Diese Bereiche sind zugleich diejenigen, die am häufigsten unzureichend verdichtet werden, weil sie mit der Walze nicht erreichbar sind.

Nachweis und Dokumentation

Die Prüfungen erfolgen lagenweise oder in festgelegten Abständen, mit einer Prüfdichte, die sich nach Fläche und Bedeutung richtet. Dokumentiert werden Prüfstelle, Höhenlage, Prüfverfahren, Messwerte und Bewertung.

Diese Protokolle gehören zur Übergabe. Der nachfolgende Rohbauer wird danach fragen, und im Schadensfall sind sie der einzige Beleg dafür, dass ordnungsgemäß gearbeitet wurde.

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Bodenaushub ist mengenmäßig der größte Abfallstrom im Bauwesen. Bei einer mittleren Baugrube fallen mehrere hundert bis mehrere tausend Tonnen an, und ob dieses Material einen Erlös bringt, kostenneutral verwertet wird oder teuer deponiert werden muss, entscheidet sich an der Einstufung.

Bei Erdarbeiten auf innerstädtischen Grundstücken in Hannover ist die Sache selten einfach. Wo schon einmal gebaut wurde, steckt im Untergrund Material aus früheren Bauphasen, und wo Betriebe standen, sind Einträge aus der Nutzung möglich.

Warum Boden nicht gleich Boden ist

Der Untergrund eines bebauten Grundstücks besteht typischerweise aus mehreren Zonen mit ganz unterschiedlicher Qualität.

Oberboden, also der humose Mutterboden, ist gesondert zu behandeln. Er unterliegt einem eigenen Schutz und darf nicht ohne Weiteres mit anderem Material vermischt werden.

Auffüllungen liegen unter fast jeder älteren Bebauung. Sie enthalten Material aus früheren Bauphasen, historisch häufig auch Schlacken, Aschen, Ziegelbruch und Trümmerschutt. In Städten mit Kriegszerstörung ist Trümmerschutt im Untergrund weit verbreitet.

Gewachsener Boden unterhalb der Auffüllung ist meist unbelastet, sofern keine Schadstoffe eingesickert sind.

Betriebsbedingt belastete Bereiche treten dort auf, wo mit Ölen, Kraftstoffen, Lösemitteln oder Chemikalien umgegangen wurde. Typische Orte sind Werkstätten, Tankstellen, Lackierereien, Galvaniken und Umschlagflächen.

Diese Zonen liegen übereinander, teilweise nebeneinander, und ihre Grenzen verlaufen selten so klar, wie es ein Schnitt vermuten lässt.

Historische Erkundung

Vor jeder größeren Baumaßnahme lohnt der Blick in die Vergangenheit des Grundstücks. Aufschluss geben mehrere Quellen.

Das Altlastenkataster der zuständigen Behörde verzeichnet bekannte Altstandorte und Altablagerungen. Eine Anfrage dort kostet wenig und liefert im Zweifel den entscheidenden Hinweis.

Historische Karten und Luftbilder zeigen frühere Bebauung, Gruben, Teiche und Geländeveränderungen. Eine verfüllte Kiesgrube unter dem heutigen Rasen ist auf einer Karte von 1950 gut zu erkennen.

Die Bauakte dokumentiert frühere Nutzungen und Umbauten.

Zeitzeugen, also Anwohner und frühere Nutzer, wissen oft mehr als jedes Archiv. Der Hinweis auf einen Tank, der irgendwann in den Siebzigern stillgelegt wurde, kommt selten aus einem Aktenordner.

Aus dieser Recherche entsteht ein Verdachtsbild, das die spätere Untersuchung steuert. Wer weiß, wo eine Werkstatt stand, beprobt dort gezielt statt im Raster.

Untersuchungskonzept

Die Untersuchung folgt dem Verdachtsbild und gliedert sich räumlich in Bereiche gleicher zu erwartender Qualität.

Ein Raster über die gesamte Fläche zu legen und überall dieselben Parameter zu untersuchen, ist selten sinnvoll. Besser ist eine Gliederung nach Homogenbereichen, wobei jeder Bereich für sich beprobt und beurteilt wird.

Die Beprobung erfolgt über Kleinrammbohrungen oder Schürfe, wobei schichtweise entnommen wird. Wesentlich ist die getrennte Beprobung der Schichten. Eine Mischprobe über die gesamte Bohrtiefe verwischt genau die Unterschiede, auf die es ankommt.

Untersucht werden je nach Verdacht Schwermetalle, PAK, Mineralölkohlenwasserstoffe, BTEX, LHKW, PCB sowie bodenphysikalische Parameter. Untersucht wird sowohl der Feststoff als auch das Eluat, weil die Bewertungsmaßstäbe je nach Verwendungsweg auf unterschiedlichen Größen aufbauen.

Getrennter Aushub

Die entscheidende Konsequenz liegt in der Ausführung. Wo unterschiedliche Qualitäten vorliegen, wird getrennt ausgehoben und getrennt gelagert.

Das klingt selbstverständlich und wird trotzdem regelmäßig versäumt, weil es den Ablauf verlangsamt. Ein Bagger, der zügig arbeitet, mischt Auffüllung und gewachsenen Boden in wenigen Minuten so gründlich, dass eine Trennung nicht mehr möglich ist.

Die Folge ist eindeutig: Das Gemisch wird nach dem ungünstigsten Bestandteil eingestuft. Aus zweihundert Tonnen unbelastetem Sand und fünfzig Tonnen belasteter Auffüllung werden zweihundertfünfzig Tonnen belastetes Material.

Praktisch wird der Aushub deshalb nach Höhenlage gesteuert. Die Auffüllung wird bis zur festgestellten Unterkante abgetragen und separat gelagert, danach wird der gewachsene Boden aufgenommen. Bei unklaren Grenzen begleitet ein Geotechniker oder Sachverständiger den Aushub und gibt die Schichtwechsel vor Ort frei.

Ergänzend wird der Aushub visuell und olfaktorisch überwacht. Verfärbungen, Fremdbestandteile und Geruch sind Hinweise, die zur sofortigen Trennung und Nachbeprobung führen.

Bewertungsmaßstäbe

Für Boden greifen mehrere Regelwerke nebeneinander, je nachdem, was mit dem Material geschehen soll.

Soll er als Ersatzbaustoff eingebaut werden, gelten die Materialklassen der Ersatzbaustoffverordnung mit den zugehörigen Einbauweisen und Grundwasserabständen.

Soll er in einer durchwurzelbaren Bodenschicht aufgebracht werden, gelten die bodenschutzrechtlichen Anforderungen mit eigenen Werten.

Soll er deponiert werden, gelten die Zuordnungswerte der Deponieverordnung.

Ist er als gefährlicher Abfall einzustufen, greift die Abfallverzeichnisverordnung mit dem entsprechenden Spiegeleintragspaar und der Nachweispflicht.

Die Untersuchung ist deshalb auf den vorgesehenen Weg abzustimmen. Eine Analyse, die für die Deponiezuordnung erstellt wurde, beantwortet die Frage nach der Einbaufähigkeit nicht zwangsläufig.

Bodenschutzrechtliche Seite

Über das Abfallrecht hinaus greift bei belastetem Boden das Bodenschutzrecht. Werden im Zuge von Erdarbeiten Belastungen festgestellt, die auf eine schädliche Bodenveränderung hindeuten, besteht eine Mitteilungspflicht gegenüber der zuständigen Behörde.

Daraus kann ein eigenes Verfahren folgen, mit Gefährdungsabschätzung, gegebenenfalls Sanierungsanordnung und Abstimmung der Sanierungsziele. Für den Bauablauf bedeutet das eine Unterbrechung, deren Dauer sich nicht verlässlich vorhersagen lässt.

Genau deshalb lohnt die Vorerkundung. Ein Fund vor Baubeginn lässt sich planen. Derselbe Fund im laufenden Aushub bringt den Terminplan zum Erliegen.

Wirtschaftliche Größenordnung

Der Unterschied zwischen den Wegen ist erheblich. Unbelasteter Boden guter Qualität lässt sich häufig kostengünstig verwerten oder findet auf einer anderen Baustelle Verwendung. Gering belastetes Material geht mit moderaten Kosten in eine eingeschränkte Verwertung. Höher belastetes Material wird deponiert, mit deutlich steigenden Preisen je Deponieklasse. Als gefährlicher Abfall eingestuftes Material liegt nochmals darüber.

Bei tausend Tonnen Aushub bewegt sich die Spanne zwischen dem günstigsten und dem teuersten Weg im deutlich fünfstelligen Bereich. Eine Vorabbeprobung, die einen Bruchteil davon kostet, ist deshalb bei jedem größeren Erdbauvorhaben die erste Investition, die sich rechnet.

Was zur Übergabe gehört

Nach Abschluss der Arbeiten übergeben wir die Unterlagen gebündelt: Untersuchungsberichte, Deklarationsanalysen, Wiegescheine, Annahmebestätigungen der Entsorgungsanlagen, bei gefährlichen Abfällen die Nachweise nach Nachweisverordnung.

Diese Dokumentation ist mehr als Formsache. Sie belegt gegenüber Bauaufsicht, Bank und einem späteren Käufer, welches Material vom Grundstück abgefahren wurde und welches dort verblieben ist. Beim Verkauf einer Gewerbefläche ist das regelmäßig die erste Frage, die gestellt wird.