Oft unterschätztMängel an Dränanlagen
Zusammenfassung
Dränanlagen reduzieren die Wasserbeanspruchung und dienen somit dem Schutz von Bauwerken. Nach der Hinterfüllung der Arbeitsräume sind sie praktisch nicht mehr zugänglich. Deshalb erfordert die Planung und Ausführung einer Dränanlage eine hohe Sorgfalt.
Vielfach wird der Dränanlage nicht die erforderliche Aufmerksamkeit geschenkt. Insbesondere der Übergang von der Wand-Dränschicht zur Dränleitung, bei dem eine drucklose Weiterleitung des Wassers erforderlich ist, weist oft technische Mängel auf. Soweit eine Instandsetzung erforderlich wird, ist der Arbeits- bzw. Kostenaufwand zur Freilegung der Dränage erheblich. Insofern sollte die Bedeutung der Dränage durch Planer, Ausführende und Objektüberwacher nicht unterschätzt werden.
Sachverhalt
Bauwerke müssen gegen Wasser bzw. Feuchtigkeit aus dem Erdreich geschützt werden. Bei wenig durchlässigen Böden kann durch eine Dränanlage das Aufstauen von Sickerwasser verhindert werden. Die Abdichtung der erdberührten Bauwerksteile wird dann nicht durch Druckwasser, sondern nur durch Bodenfeuchte beansprucht; die Anforderungen an die Abdichtung können also durch eine Dränanlage reduziert werden.
Eine Dränanlage steht somit in der Regel in einem unmittelbaren Zusammenhang mit der Bauwerksabdichtung. Sie muss in diesen Fällen zuverlässig und dauerhaft funktionieren. Nachfolgend wird exemplarisch die Situation bei verschiedenen Bauvorhaben beschrieben, bei denen die Dränanlage technische Mängel aufwies.
Feststellungen
Bei einem Wohnhaus war umlaufend ringförmig ein Dränrohr verlegt. Der bei dem Dränrohr befindliche Kies wurde oberhalb und
unterhalb durch ein Geotextil vom angrenzenden Erdreich getrennt. Seitlich befand sich kein Geotextil; der Kies grenzte dort unmittelbar an das Erdreich. Die Zwischenräume des Kieses waren mit feinen, bindigen Bodenbestandteilen durchsetzt. In dem Dränrohr befanden sich Ablagerungen des gleichen, bindigen Bodenmaterials (Abb. 1).
Bei einem weiteren Gebäude war ebenfalls umlaufend ringförmig ein Dränrohr vorhanden. Dieses Gebäude war auf einer Bodenplatte gegründet, unter der sich Kies als Flächendrän befand. Das Dränrohr befand sich in einer Höhenlage unterhalb der Bodenplatte. Es war mit Kies und einem Geotextil umgeben. Oberhalb des Dränrohrs ragte Magerbeton der Sauberkeitsschicht in den Bereich des Kieses. Darüber hinaus war bei der
Böschung der ehemaligen Baugrube eine
PE-Folie vorhanden, die bis zur Höhenlage des Dränrohrs reichte (Abb. 2).
Bei einer weiteren Untersuchungsstelle bei dem gleichen Gebäude war die Situation prinzipiell analog. Allerdings ragte der Magerbeton der Sauberkeitsschicht dort bis zu einem halben Meter in den Bereich des Dränrohrs hinein, so dass das Rohr fast vollständig von der Sauberkeitsschicht überdeckt war; es musste zur weiteren Begutachtung erst freigelegt werden (Abb. 3 und 4).Der
angetroffene Zustand ist in Abb. 5 skizziert.
Beim Keller eines Wohnhauses waren vor der erdberührten Wand Dränsteine aus haufwerksporigem Beton vorhanden (Abb. 6). Am Fußpunkt der Wand-Dränschicht befand sich stirnseitig vor der Bodenplatte ein ringförmig umlaufendes Dränrohr. Das Rohr war von Kies und einem Geotextil umgeben (Abb. 7). Hinsichtlich des Übergangs von der Wand-Dränschicht zum Dränrohr wurden zwei unterschiedliche Ausführungen vorgefunden:
Bei einer Untersuchungsstelle bildete ein quer liegender Dränstein den Fußpunkt der Wand-Dränschicht. Dieser Dränstein lag mit der Öffnungsseite unmittelbar an der Wand bzw. der dort befindlichen Dämmung an (Abb. 8). Die von der Wand abgewandte Seite des Dränsteins überdeckte partiell das darunter befindliche Dränrohr.
Bei einer weiteren Untersuchungsstelle befand sich ebenfalls ein quer liegender Dränstein am Fußpunkt der Wand-Dränschicht. Allerdings war dort zwischen diesem Dränstein und der Wand ein Abstand von einigen Zentimetern vorhanden (Abb. 9). Das Dränrohr wurde von dem Dränstein wiederum
bereichsweise überdeckt.
Bewertung
Im Bereich des Bauwesens dienen Dränanlagen üblicherweise nicht der Regelung des Bodenwasser-Haushaltes, sondern – wie bereits der Titel der DIN 4095 [1] zum Ausdruck bringt – dem Schutz baulicher Anlagen. Damit steht die Dränanlage in einem direkten Zusammenhang mit der Bauwerksabdichtung.
Entsprechend der DIN 18195 [2] muss bei
wenig durchlässigen Böden mit einem Durchlässigkeitsbeiwert k ≤ 10-4 m/s damit gerechnet werden, dass in den Arbeitsraum eindringendes Oberflächen- und Sickerwasser zeitweise aufstaut und das Kellerbauwerk als Druckwasser beansprucht. Sofern keine Dränanlage ausgeführt wird, erfordert dies eine geeignete Abdichtung gegen drückendes Wasser. Weiterhin müssen dann bei Bedarf Lichtschächte druckwasserdicht an den Baukörper angeschlossen bzw. in den Baukörper eingebunden werden und es müssen Entwässerungsleitungen für die Lichtschächte verlegt werden.
Wenn eine Dränanlage ausgeführt wird, kann das Kellerbauwerk auch in wenig durchlässigen Böden gegen Bodenfeuchte abgedichtet werden [2]; die Wasserbeanspruchung wird dann durch die Dränanlage reduziert. Der hinsichtlich der Abdichtung erforderliche Aufwand wird durch die Reduktion der Wasserbeanspruchung deutlich verringert, so dass diese Lösung erfahrungsgemäß oft wirtschaftlich ist. Die Dränanlage muss hierfür allerdings zuverlässig funktionieren. In der DIN 18195 [2] wird daher gefordert, dass die Funktionsfähigkeit der Dränage „auf Dauer sichergestellt“ sein muss. Um dies zu erreichen, muss eine Dränage sorgfältig geplant und ausgeführt werden.
Zur Sicherstellung der dauerhaften Funktionsfähigkeit der Dränage ist es wichtig, diese filterfest zum angrenzenden Erdreich auszubilden. Ein Ausschlämmen von Bodenteilchen in die Sickerschicht und das Dränrohr (vgl. Abb. 1) stellt daher einen technischen Mangel dar. Die Leistungsfähigkeit der Dränage wird dann in zunehmendem Maße eingeschränkt, so dass die anfallende Abflussspende ggf. nicht mehr aufgenommen werden kann.
Eingeschlämmte Bodenbestandteile können in einem Dränrohr z. B. mittels einer Kamerabefahrung oder auch beim Spülen der Rohre vglw. einfach festgestellt werden. Weitere technische Mängel – insbesondere hinsichtlich des Übergangs von der Wand-Dränschicht zum Dränrohr – sind im Nachhinein oftmals nur durch die Anlegung von Schürfen feststellbar. Damit das Dränrohr das anfallende Wasser aufnehmen kann, muss dieses zunächst dorthin gelangen. Das ist nicht oder nur eingeschränkt möglich, wenn das Dränrohr durch weitgehend wasserdichte bzw. wasserundurchlässige Schichten überdeckt ist. Insofern ist die in Abb. 5 skizzierte Situation, bei der sich Beton der Sauberkeitsschicht oberhalb des Dränrohrs befand, technisch mangelhaft. Auch die während der Bauphase zur Sicherung der Böschung verwendeten Folien sollten u. a. aus diesem Grund vor der Hinterfüllung der Arbeitsräume entfernt werden.
Beim Fußpunkt der Wand-Dränschicht ist nach DIN 4095 [1] die „drucklose Weiterleitung des Wassers“ sicherzustellen. Dabei ist zu beachten, dass sich beim Übergang von der Wand-Dränschicht zum Dränrohr das hydraulische Gefälle deutlich verringert. Bei mineralischer Ummantelung des Dränrohrs ist daher gemäß DIN 4095 [1] eine Einbindung von mindestens 0,3 m sicherzustellen. Vor diesem Hintergrund stellt die Ausführung mit dem quer liegenden Dränstein, der unmittelbar an der Wand anlag (vgl. Abb. 8) einen technischen Mangel dar. Die erforderliche drucklose Weiterleitung des Wassers aus der Wand-Dränschicht zum Dränrohr war dort nicht nachweislich gegeben. Soweit der quer liegende Dränstein einen Abstand zur Wand aufweist (vgl. Abb. 9) verbessert dies die Situation hinsichtlich der Wasserableitung. Formsteine bzw. eine ausreichende Einbindung der Wand-Dränschicht stellen hier jedoch eine zu bevorzugende Lösung dar.
Instandsetzung
Zur Instandsetzung einer Dränanlage muss diese im Regelfall zunächst zugänglich gemacht werden. Das bedeutet, dass das Kellerbauwerk bis zum Fundament freigelegt wird, was einen erheblichen Aufwand bedeutet. Erfahrungsgemäß ist der Arbeits- bzw. Kostenaufwand zur reinen Überarbeitung der Dränage oft vergleichsweise gering gegenüber dem Aufwand zur Freilegung der Dränage. Dies verdeutlicht, dass analog zur Herstellung von Bauwerksabdichtungen die Planung und Ausführung von Dränanlagen einer besonderen Sorgfalt und Überwachung bedürfen.
Nach der Freilegung der Dränrohre empfiehlt es sich, auch deren fachgerechte Verlegung zu überprüfen. Die Rohrsohle der Dränrohre ist am Hochpunkt mindestens 20 cm unter der Oberfläche der Rohbodenplatte anzuordnen. Der Rohrscheitel darf in keinem Fall die Oberfläche der Rohbodenplatte überschreiten [1]. Der Rohrgraben darf nicht tiefer als die Fundamentsohle geführt werden. Erforderlichenfalls – z. B. bei Anordnung eines Flächendräns unter einer Bodenplatte – ist der Druckausbreitungsbereich der Fundamente zu berücksichtigen.
Die Aufnahme der Abflussspende durch die Dränanlage ist nachzuweisen. Bei Einhaltung der in der DIN 4095 [1] angegebenen Randbedingungen des sogenannten Regelfalls ist der Nachweis vergleichsweise einfach. Eine hydraulische Bemessung ist dann nicht erforderlich. Sofern im Sonderfall eine Bemessung erfolgt, können für die flächigen Dränelemente die in der DIN 4095 [1] angegebenen Abflussspenden zugrunde gelegt werden. Die tatsächlichen Dränwassermengen liegen allerdings vielfach erheblich unter diesen Werten, weswegen die in [1] angegebenen Werte auch nicht zur Bemessung z. B. von Dränrohren oder Sickerschächten verwendet werden sollten [3].
Literatur
