Grundwasserabsenkung auf Baustellen
In diesem Fachartikel erfährst du, was eine Grundwasserabsenkung ist, wozu diese gut ist und welche Arten von Grundwasserabsenkungen es gibt. Anschließend hast du einen guten Überblick erhalten und kannst die Maßnahmen für deine Baustelle besser einschätzen. So wird deine Baustelle zum Erfolg und du behältst trockene Füße.
Was ist eine Grundwasserabsenkung?
Die Grundwasserabsenkung auf Baustellen ist eine Technik, bei der wir den natürlichen Grundwasserspiegel vorübergehend absenken, um trockene Bedingungen für die Bauarbeiten zu schaffen. Wenn Du beispielsweise eine Baugrube aushebst, könntest du auf Grundwasser stoßen. Um in einem trockenen Umfeld arbeiten zu können, senkt man den Grundwasserspiegel in der Nähe der Baustelle ab und kann so auch in der Tiefe sicher arbeiten.
Wovon ist es abhängig, ob ich das Grundwasser auf meiner Baustelle absenken muss?
Die Entscheidung, ob eine Grundwasserabsenkung auf einer Baustelle notwendig ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Hier geben wir Dir einen Überblick darüber, welche Faktoren eine nötige Grundwasserabsenkung auf der Baustelle beeinflussen:
- Art des Bauprojekts: Große Bauprojekte wie die Errichtung von Gebäuden, Tunneln, Brücken oder Tiefgaragen können den Einsatz von Grundwasserabsenkungstechniken erfordern, da sie tief in den Boden reichen und das Grundwasser beeinflussen können. Aber auch bei Einfamilienhäusern oder Mehrfamilienhäusern mit einem Keller kommt es häufig vor, dass das Grundwasser für den Zeitraum der Tiefbauarbeiten temporär abgesenkt werden muss, damit die Baugrube nicht sofort wieder mit Wasser vollläuft.
- Bodeneigenschaften: Der Bodentyp spielt eine entscheidende Rolle. In einigen Fällen kann der Boden so durchlässig sein, dass Wasser leicht in die Baugrube eindringt. In anderen Fällen kann der Boden wasserundurchlässig sein und eine natürliche Entwässerung ermöglichen. Bindige Böden wie Ton und Lehm können hier aber auch die Schwierigkeit mit sich bringen, dass diese das Wasser nur schwer freigeben, sodass die Grundwasserabsenkung unter Umständen nur schwer realisierbar ist oder mit einer längeren Vorlaufzeit verbunden ist.
- Grundwasserspiegel: Natürlich ist der entschiedenste Faktor der Grundwasserspiegel auf der Baustelle. Wenn der natürliche Grundwasserspiegel hoch ist und nahe an der Oberfläche liegt, besteht ein höheres Risiko für Wassereintritt in die Baugrube. In solchen Fällen ist eine Grundwasserabsenkung erforderlich. Es empfiehlt sich bereits bei der Planung der Immobilie zu prüfen, inwieweit sich ein Kellergeschoss realisieren lässt und mit welchen zusätzlichen Kosten die Grundwasserabsenkung zu Buche schlägt. Kosten und Nutzen sollten hier klar gegenübergestellt werden.
- Arbeitsbedingungen: Die Notwendigkeit einer Grundwasserabsenkung hängt auch von den Anforderungen an die Arbeitsbedingungen ab. Wenn trockene Bedingungen erforderlich sind, um sichere und effiziente Bauarbeiten durchzuführen, kann eine Absenkung essenziell sein, um den Baufortschritt nicht zu gefährden.
Es ist wichtig, dass Bauingenieure, Hydrogeologen und Wasserschutzexperten die örtlichen Bedingungen und Vorschriften zu kennen, um die geeigneten Maßnahmen zu bestimmen und sicherzustellen, dass der Einsatz von Grundwasserabsenkungstechniken in Übereinstimmung mit den örtlichen Gesetzen und Umweltauflagen erfolgt. Aus diesem Grund ist die untere Wasserbehörde immer hinzuzuziehen und die erste Anlaufstelle vor Beginn der Absenkarbeiten.
Wo darf ich das Grundwasser aus der Grundwasserabsenkung einleiten?
Die Regelungen, wo das abgepumpte Grundwasser eingeleitet werden darf, hängt von den gesetzlichen Regelungen in dem Kreis, in dem sich die Baustelle befindet, ab. Fakt ist, dass du das Grundwasser nicht einfach in die öffentliche Kanalisation oder ein offenes Gewässer wie beispielsweise einen Bach oder Fluss einleiten darfst. Um rechtliche Konsequenzen und Bußgelder zu vermeiden, kontaktiere vor der geplanten Maßnahme die untere Wasserbehörde und frage dort nach den möglichen Wegen, das anfallende Wasser einzuleiten. In den meisten Fällen musst du auf der Grundlage deiner Baumaßnahme die Pumpenleistung, also Wassermenge pro Sekunde, bei den zuständigen Beamten angeben. Auf dieser Grundlage ergibt sich eine stündliche und tägliche Pumpenleistung/ Wassermenge, für die du je Kubikmeter einen Abwasserpreis zahlen musst. Um hier keinen Fehler zu machen, solltest du alles gut mit deinem Tiefbauer besprechen oder diese Arbeiten direkt den Experten überlassen. Wir haben schon Baustellen geleitet, auf denen wir dank guter Kommunikation mit allen Behörden das Grundwasser in die öffentlichen Gewässer und somit kostenlos einleiten durften. Das ist für den Bauherren die günstigste und somit beste Variante, da er hier nur die eigentliche Grundwasserabsenkung bezahlen muss, nicht aber das eingeleitete Grundwasser.
Was kostet eine Grundwasserabsenkung?
Die Kosten für eine Grundwasserabsenkung in der Baugrube lassen sich relativ simpel aufschlüsseln.
Pauschale x Zeit = Kosten für die Grundwasserabsenkung
In der Praxis vereinbart der Bauherr mit dem Tiefbauunternehmen eine Pauschale, oder, wie in der Praxis üblich, du verhandelst eine Tages-, Wochen- oder Monatspauschale. Je länger du die Grundwasserabsenkung benötigst, desto teurer wird also diese Maßnahme. Bauherren sind aus diesem Grund immer daran interessiert, dass die Grundwasserabsenkung möglichst schnell beendet werden kann.
An dieser Stelle muss gesagt werden, dass die Kosten je nach Baustelle und Maßnahme stark variieren. Das liegt daran, dass es nicht nur große, kleine, komplexe und weniger Komplexe Baustellen gibt, sondern auch die Art der Wasserhaltung und die Bodenart auf der Baustelle die Maßnahme beeinflussen. Jede Grundwasserabsenkung ist somit so individuell wie die Baumaßnahme selbst.
Welche Unternehmen bieten Grundwasserabsenkungen an?
Es gibt zahlreiche Unternehmen, die sich auf Grundwasserabsenkungen und Bauwasserhaltung spezialisiert haben. Diese Unternehmen bieten eine Vielzahl von Dienstleistungen an, darunter Pumpensysteme, Spundwände, Tiefbrunnenbohrungen und andere Techniken zur Kontrolle des Grundwasserspiegels in Baugruben. Einfache Grundwasserabsenkungen für Ein- und Mehrfamilienhäuser werden von den meisten Tiefbauunternehmen (mit-)angeboten. Komplexe Wasserhaltungen oder die Grundwasserabsenkung auf Großbaustellen übernehmen in der Praxis meist Fachunternehmen, die sich auf die reine Wasserhaltung spezialisiert haben. Für kleine Baustellen macht es also durchaus Sinn, seinen Tiefbauer zu fragen, ob er diese Maßnahme gleich mit übernehmen kann.
Welche Arten von Grundwasserabsenkungen gibt es?
Wie bereits angesprochen, bestimmen die Gegebenheiten vor Ort, also auf der Baustelle, welches Verfahren zur Wasserhaltung angewendet werden kann oder muss. Ziel sollte es immer sein, die Kosten für die Grundwasserabsenkung so gering wie möglich zu halten und den Zeitraum der Wasserhaltung somit möglichst kurz zu gestalten.
- Die Offene Wasserhaltung
Die „offene Wasserhaltung“ ist eine Methode der Bauwasserhaltung, bei der das Grundwasser mithilfe von Pumpen aus einer Baugrube, einem Tunnel oder einem anderen Bauwerk aktiv abgepumpt wird. Das Ziel dabei ist, die Baustelle trocken zu halten, damit Bauarbeiten sicher und störungsfrei durchgeführt werden können. Wichtig ist hierbei also, dass die Pumpe über eine ausreichende Leistung verfügt, um die Baugrube ständig trocken zu halten. Nachfolgend listen wir dir die Merkmale der offenen Wasserhaltung einmal auf:
- Aktive Wasserentnahme: Im Gegensatz zu passiven Methoden, bei denen versucht wird, das Wasser durch Abdichtungsmaßnahmen fernzuhalten, erfolgt bei der offenen Wasserhaltung eine aktive Entnahme des Grundwassers. Hierfür werden Pumpen eingesetzt, um das Wasser abzusaugen und es aus der Baustelle zu leiten.
- Pumpen und Ableiten: Die abgepumpte Wassermenge wird in der Regel über Ableitungsgräben oder Rohrsysteme aus der Baugrube oder dem Bauwerk herausgeführt und an anderer Stelle kontrolliert abgelassen bzw. in ein Gewässer oder das öffentliche Kanalnetz eingeleitet.
- Anwendungsgebiete: Die offene Wasserhaltung wird oft bei Bauprojekten eingesetzt, bei denen es notwendig ist, den Grundwasserspiegel zu senken, um eine trockene Arbeitsumgebung zu schaffen. Dies kann beispielsweise bei der Errichtung von Gebäuden, Tunneln, Brücken oder anderen tiefen Baustrukturen der Fall sein. Die offene Wasserhaltung eignet sich für Baustellen mit rolligen, wasserdurchlässigen Böden.
- Berücksichtigung von Umweltauswirkungen: Bei der offenen Wasserhaltung ist es wichtig, Umweltauswirkungen zu berücksichtigen. Das abgepumpte Wasser kann Sedimente oder Verunreinigungen enthalten, daher müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden, um sicherzustellen, dass das Wasser ordnungsgemäß behandelt und abgeleitet wird, um Umweltauswirkungen zu minimieren. Eine entsprechende Drainschicht aus Kies um die Pumpe herum minimiert dieses Problem.
- Kostenfaktor: Die offene Wasserhaltung stellt eine einfach Form der Bauwasserhaltung dar und wird im Wesentlichen durch die Kosten für die Pumpe bestimmt. Zu berücksichtigen ist hierbei, dass der Tiefbauer die Pumpen auch regelmäßig prüft und die Grundwasserabsenkung überwacht.
Die Geschlossene Wasserhaltung
Bei dieser Methode der Wasserhaltung wird das Grundwasser dem Boden mithilfe von mehreren Brunnen entnommen, die rund um die Baugrube verteilt sind. Zur Umsetzung der geschlossenen Wasserhaltung können verschiedene Brunnenarten wie Flachbrunnen, Tiefbrunnen, Wellpointanlagen oder Spülfilteranlagen verwendet werden. Das Prinzip der geschlossenen Wasserhaltung besteht darin, das Grundwasser gezielt um die Baugrube herum abzusenken. Die benötigte Gesamtpumpmenge lässt sich im Vorfeld der Grundwasserabsenkung berechnen, wodurch die Dimensionen der Brunnen vorab festgelegt werden können. Durch das Absenken des Grundwassers steigt die effektive Spannung im Baugrund, was zu Setzungen in den betroffenen Gebieten rund um die Baugrube führen kann. Diese Setzungen können wiederum Schäden an benachbarten Gebäuden, Verkehrsflächen und unterirdischen Leitungen verursachen. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass durch Grundwasserströmungen Kontaminationen mobilisiert werden können. Das kontaminierte Wasser darf nicht in die Kanalisation gelangen; es muss stattdessen in Tankwagen gesammelt und ordnungsgemäß entsorgt werden. Darüber hinaus können bei Holzgründungen durch die Grundwasserabsenkung Kontakt mit Sauerstoff entstehen, was zu Zersetzungsprozessen und Fäulnis führen kann.
Wie du sehen kannst, sollte die geschlossene Bauwasserhaltung ausschließlich von Experten, welche auch im Zweifel für Schäden haften, durchgeführt werden.
Absperren von Grundwasser
Um den Wasserzutritt in die Baugrube zu begrenzen oder zu verhindern, stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Eine Option besteht darin, die Baugrube mit Spundwänden zu umschließen, und so den Eintritt von Grundwasser zu blockieren. Dieses Verfahren ist besonders bei der offenen Wasserhaltung als unterstützende Maßnahme sinnvoll, da es die abzupumpende Wassermenge verringert. Allerdings muss das Wasser, das dennoch in die Baugrube gelangt, durch Brunnen innerhalb der Baugrube abgepumpt werden.
Alternativ können Injektionskörper oder Bodenvereisungen in der Baugrube eingebracht werden. Wenn sowohl von unten als auch von den Seiten eine Abschottung erfolgt, spricht man von der Trogbauweise. Diese Methode trägt dazu bei, den Wasserzufluss zu minimieren.
In Situationen, in denen die Gefahr besteht, dass Wasser von außen, beispielsweise aus einem Gewässer, in die Baugrube eindringen kann, ist es notwendig, einen Fangdamm um die Baugrube zu errichten. Dieser Fangdamm muss so konstruiert sein, dass er dem Druck des Wassers und eventuellem Wellenschlag standhalten kann. Dabei ist eine sorgfältige Planung und Konstruktion erforderlich, um eine wirksame Abdichtung und Stabilität zu gewährleisten.
Diese Form der Wasserhaltung kommt eher bei großen und komplexen Bauvorhaben zum Tragen und spielt bei Tiefbauarbeiten für normale Einfamilienhäuser kaum eine Rolle.
Fazit
Wenn eine geplante Baugrube unterhalb des Grundwasserspiegels liegt, ist zu erwarten, dass während des Aushebens der Baugrube grundwasserbedingte Probleme auftreten können. Ohne vorbeugende Maßnahmen besteht zumindest die Gefahr, dass sich die Baugrube mit Wasser füllt. Daher ist es entscheidend, im Vorfeld der Baumaßnahme eine umfassende Baugrunderkundung durchzuführen. Diese Untersuchung sollte auch die örtlichen Grundwasserverhältnisse einbeziehen. An dieser Stelle kann angemerkt werden, dass für die Bodenentsorgung bzw. Umnutzung ohnehin ein Bodengutachten benötigt wird.
Im Rahmen der Baugrunduntersuchung werden durch Analysen der örtlichen geologischen und hydrologischen Verhältnisse die Außen- und Grundwasserstände ermittelt. Diese Informationen dienen als Grundlage, um die notwendigen Maßnahmen abzuleiten, die ergriffen werden müssen. Das Hauptziel dieser Maßnahmen besteht darin, den Wasserspiegel so weit zu senken, dass die Aushubsohle trocken ist und somit die Fundamentgräben sicher ausgehoben werden können.
Die Auswahl der spezifischen Maßnahmen hängt von der zufließenden Wassermenge ab. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass die angewandten Methoden effektiv genug sind, um den Wasserspiegel im Griff zu behalten. Zusätzlich muss geprüft werden, wie das abgepumpte Wasser in die Kanalisation abgeleitet werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen, ob und wie das geförderte Wasser möglicherweise in ausreichend entfernte Grundwasserstockwerke zurückgeführt werden kann.
Die effektive Bewältigung grundwasserbedingter Herausforderungen erfordert eine sorgfältige Planung und Umsetzung, um sicherzustellen, dass die Baugrube unter optimalen Bedingungen für den Bauprozess vorbereitet wird.
