Richtlinien für die Verlegung von Betonrohren und Stahlbetonrohren
Die Verlegung von Kanalleitungen aus Betonrohren oder Stahlbetonrohren ist eine Spezialaufgabe. Sie setzt Kenntnisse voraus, damit der zu erstellende Kanal einwandfrei, tragfähig und wasserdicht wird maßgebend ist die ÖNORM B 2503 "Straßenkanäle- Ortskanalisation, Richtlinien für den Bau". Folgende Empfehlungen sollen hierzu ein Beitrag sein und mithelfen, Schadensfälle zu vermeiden.
1) Rohrbestellung
Für das Rohrangebot sind folgende Angeben, welche die Rohrbelastung und Rohrtragsfähigkeit wesentlich beeinflussen, erforderlich; diese Werte müssen auf der Baustelle bekannt sein, sie sind an Ort und Stelle zu überprüfen und beim Einbau einzuhalten
a. Minimale und maximale Scheitelüberdeckung = Hmin und Hmax
b. Die Bodenart des Einfüllmaterials mit zugehörigem Raumgewicht in t/m³, z. B.
nicht bindiges Material = 2,0 t/m³
bindiges Material = 2,1 t/m³
Angaben gemäß genauer Bodenuntersuchung.
c. Grabenbreite in Rohrscheitelhöhe = Bg (Bild 2)
d. Auflagerung der Rohre auf:
Unnachgiebigem Boden (Fels, Betonbankett)
Gewachsenem Boden
Nachgiebigerer Unterlage als der gewachsene Boden
e. Auflagerwinkel 2a' (Bild 1), z.B. ein Auflagerwinkel 2a' = 90° entspricht einem Viertel des Umfangs des kreisrunden Rohres.
Bild 1: Rohr ohne Fuß - Rohr mit Fuß und Mittelaussparung im Sohlbankett.
f. Art des Grabenverbaues und der Verdichtung des Grabeneinfüllmaterial. Rechnerisch wird immereine gute Verdichtung zugrundegelegt, hierdurch Verringerung der Erdauflast.
g. Die Verkehrslast wirkt sich besonders bei flach verlegten Rohren aus.
h. Für die vorhandenen Scheitelüberdeckungen die Grenzgrabenbreite bestimmen. Hieraus ergibt sich, ob für die Rohrauflast Grabenbedingung oder Dammbedingung maßgebend ist. Dammbedingung ergibt größere Belastungen, sie tritt bei flachverlegten Rohrleitungen in Gräben, bei breit ausgebaggerten Gräben und bei Rohrleitungen unter Dämmen auf (Bild 2).
Bild 2: Bg = Grabenbreite in Rohrscheitelhöhe
H = Überdeckungshöhe über Rohrscheitel
i. Bei Verlegung im Grundwasserbereich sind wegen der größeren Beweglichkeit der Rohrstöße und der möglichen Verwendung der Rollringdichtung Glockenmuffenrohre vorzuziehen.
j. Besondere Lastfälle, z.B. infolge Ausbildung eines Stufengrabens oder infolge von Fundamenten nahestehender Gebäude usw., sind besonders zu beachten.
Die zutreffenden Werte der vorstehenden Aufstellung werden für die statistische Berechnung der Rohre zugrundegelegt. Die Scheiteldruckfestigkeiten der Betonrohre entsprechen der ÖNORM B 5070, sofern von der Lieferfirma für Sonderrohre, z.B. scheitelverstärkte Rohre, nicht höhere Scheiteldruckfestigkeiten angegeben werden. Für verlegte Rohre soll der Rechnerische Nachweis für die Tragfähigkeit eine mindestens 1,5fache Sicherheit ergeben.
Für Stahlbetonrohre wird empfohlen, für die vorhandenen Einbaubedingungen und Belastungen gemäß ÖNORM B 5012 zu bemessen.
2. An der Baustelle überprüfen:
Sind die an der statischen Berechnung festgelegten Werte eingehalten?
a. Die Scheitelüberdeckung H darf nicht überschritten werden, auch nicht währen des Bauzustandes durch vorübergehende Aufschüttungen. Wird Hmin unterschritten, ist zu prüfen, ob die Grenzgrabenbreite überschritten wird, d.h., ob anstelle der Grabenbedingung mit Dammbedingung zu rechnen ist. Auch die Verkehrslast und Verdichtungsgeräte mit berücksichtigen.
Für mittlere und schwere Verdichtungsgeräte ist eine Mindestüberschüttungshöhe von 1 m erforderlich. Als Faustregel für die Mindestüberschüttungshöhe gilt der doppelte Wert der lockeren Schütthöhe, bis zu der ein Gerät verdichten kann.
b. Der Auflagerwinkel 2a' darf nicht unterschritten werden. Er darf unterschritten werden, dadurch erhöht sich die Tragfähigkeit der Rohre. Üblich 2a' = 90° bei Rohren ohne Fuß.
c. Die Auflagerbedingung "festes Auflager" beachten. Als festes Auflager gilt nur ein durchgehendes Betonauflager mitnormgemäßer Stärke. Bei Auflagerung auf losem Material verringert sich die Tragfähigkeit der Rohre.
d. Die in Rechnung gesetzte Grabenbreite = Bg, in Höhe des Rohrscheitels gemessen, ist einzuhalten. Wird diese überschritten, erhöht sich die Erdauflast auf das Rohr. Bei geringerer Überdeckung oder größerer Grabenbreite kann der Lastfall Dammbedingung anstelle Grabenbedingung eintreten.
e. Entspricht das Einfüllmaterial dem in der Berechnung eingesetztem Raumgewicht? (s. Ziffer 1b, Bodenarten!)
Beachte: Bei längeren Kanalbaustellen kann die Bodenart und damit das Raumgewicht des Bodens stark schwanken.
f. Wird die Erdauflast durch entlastende Schwerkräfte (Wandreibung!) verringert? Voraussetzung hierfür ist gute schichtenweise Verdichtung des Einfüllmaterials (Bild 3).
Bild 3: Normaler Verbau, schichtenweise Verfüllung, entlastende Schwerkräfte durch Wandreibung. Eine Verdichtung direkt über dem Rohr soll nach Möglichkeit unterbleiben (Lockerschickt L). Auf eine besondere Verdichtung der Rohrzwickel ist zu achten.
Bild 4: Senkrechter Verbau (z.B. Kanaldielen)
Fuge zwischen Verfüllung und gewachsenem Boden, keine entlastenden Schwerkräfte
Bei senkrechter Grabenverschalung (Kanaldielenverbau), die auf einmal gezogen wird, tritt diese Entlastung nicht auf, da zwischen der Grabenverfüllung und dem gewachsenen Boden eine Fuge entsteht. Ebenso kann sich bei lehmigen Einfüllmaterial eine Schmierschicht ausbilden. Das Rohr hat dann eine höhere Erdauflast aufzunehmen (Bild 4).
g. Schräg einfallende, durch den Grabenaushub angeschnittene Bodenschichten können, vor allem wenn sie Wasser führen, als Gleitflächen für die seitlich anstehende Erdlast wirken und damit zu einer rechnerisch nicht erfassten schrägen Belastung der Rohre führen (Bild 5).
Bild 5: Schräg einfallende Schichten
h. Sind im Grabenbereich oder anschließend Wasserleitungen oder alte Hausanschlüsse undicht? Diese können durch andauernde Wasserverluste eine Feinkornausschwemmung und dadurch einseitiges oder stellenweises Einbrechen des Rohrauflagers und der Grabenverfüllung zur Folge haben. Die gleiche Wirkung können Grundwasserspiegelschwankungen hervorrufen. Hierdurch sind Rohrschäden möglich! Im Grundwasserbereich die Rohre deshalb auf Betonauflager verlegen! Im Sohlbereich sind außerdem Sicherungsmaßnahmen vorzusehen, die Ausschwemmungen verhindern.
i. Nach Bauausführung Drainagen, die zur Wasserhaltung erforderlich waren, sofort verschließen. Dadurch wird die Ausschwemmung von Feinteilen und Bildung von Hohlräumen, insbesondere im Bereich der Leitungszone, vermieden. Unterspühlung oder Rohrleitung führt zum Bruch.
3) Rohrlieferung
Auf der Baustelle die angelieferten Rohre sorgfältig abladen und sofort überprüfen. Der Empfang der ordnungsgemäßen Lieferung ist auf dem Lieferschein zu bestätigen. Mängelrügen sind dem Lieferwerk unverzüglich mitzuteilen.
Die Überprüfung hat sich zu erstrecken auf:
a. Transportschäden und Beschaffenheit der angelieferten Rohre durch Augenschein.
b. Maßtoleranzen:
Diese dürfen die Werte der einschlägigen Normen nicht überschreiten! Treten Maßtoleranzen, vor allem bei Rohren mit Fuß, immer an der gleichen Stelle auf, so können sich erhebliche Schwierigkeiten bei der geradlinigen Verlegung der Rohrleitung und Abdichtung der Rohrstöße ergeben!
c. Beschädigte und nicht leistungsgerechte Rohre sind zu kennzeichnen und auszuscheiden.
Abladen und Lagern:
d. Die Rohre sind mit geeigneten Hebezeugen, die ein stoßfreies Heben uns Senken gewährleisten, unter Verwendung von Seilen, Gurten, Rohrhaken oder ähnlichen Vorrichtungen von den Transportfahrzeugen abzuladen. Abrollen ist unstatthaft. Schlagartige Beanspruchungen, Schleifen oder längeres Rollen der Rohre sind zu vermeiden.
e. Die Rohre sind in solcher Entfernung vom Graben zu lagern, daß sie die Grabenwände nicht in unzulässiger Weise belasten.
f. Die Rohre sind so aufzulagern, daß keine Beschädigungen auftreten können. Rohrstapel sind gegen Auseinanderrollen zu sichern. Die einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften sind zu berücksichtigen.
g. Angelieferte Rohre, besonders größere Dimensionen, sollen im Sommer nicht ohne Schutz gegen pralle Sonnenbestrahlung und im Winter zum Schutz gegen Anfrieren nicht auf dem Boden gelagert werden; dies gilt insbesondere für Rohre mit Schutzanstrichen.
h. Mitgelieferte Dichtungsringe sind trocken, im Sommer kühl, im Winter temperiert (bei ca. 18°C) ohne starke Verformung aufzubewahren. Lagerung in der Sonne und in Heizkörpernähe (Direktbestrahlung) ist zu vermeiden. Sie sind vor Kraft- und Schmierstoffen, Chemikalien, Lösungsmitteln usw. zu schützen.
4) Rohrverlegung
Auflagerausbildung
a. Auflockern der Grabensohle verhindern. Aufgelockerter bindiger Boden muß vor der Leitungsverlegung bis zur Tiefe der Auflockerung abgehoben und durch nichtbindigen Boden ersetzt werden; dieser ist maschinell zu verdichten. Bei großen Rohrdimensionen ist der Mehraushub durch verdichteten Magerbeton zu ersetzen.
b. In Böden mit groben Kies und Steinen, festen nicht von Hand bearbeitbaren Böden und Fels ist eine unmittelbare Auflagerung der Rohre nicht möglich. Hier ist die Grabensohle tiefer auszuheben und ein Auflager aus Sand, Feinkies, Mittelkies (Größtkorn 20 mm), Feinsplitt oder Beton einzubringen.
c. Werden Rohre im Sandbett verlegt, so muß die Dicke des Brettes in der Sohllinie mindestens 10 cm + 1/10 der Rohrnennweite betragen und soll je m Überschütthöhe mit 5 cm Stärke bemessen sein.
d. BeiAuflagerung auf Beton sind Rohre ohne Fuß mindestens bis zu dem Auflagerwinkel 2a' satt einzubetonieren, um eine linienförmige Auflagerung zu vermeiden.
e. Die Sohldicke des Betonauflagers muß 5 cm + 1/10 der Rohrnennweite, mindestens aber 10 cm, betragen. Auf die sorgfältige Einbettung der Muffe bei Glockenmuffenrohren ist zu achten, damit die Gewähr gegeben ist, das Rohr satt und nicht auf der Muffe aufliegt! Bei Sand- und Feinkiesauflager sowie bei Betonauflager sind die Muffenlöcher nach der Rohrverlegung zu schließen.
f. Der Auflagerwinkel des Rohres 2a' und die Auflagerung auf losem oder festem Material beeinflussen die Tragfähigkeit eines Rohres wesentlich. Die Tragfähigkeit verringert sich mit Abnahme des Auflagerwinkels und bei Lagerung auf losem Material (s. Bild 1). Auf der Baustelle muß der geforderte Auflagerwinkel, der der statischen Berechnung zugrundegelegt wurde, bekannt sein. Er darf bei der Verlegung nicht unterschritten werden. Forderungen für 2 a' größer 90° können nur bei sorgfältiger Verlegung bzw. durch Verwendung von Stützbeton eingehalten werden.
Wenn der Auflagerwinkel durch Aufbeton auf der Sohle erreicht wird, so ist auf einem entsprechenden Zwischenraum zwischen Betonsohle und Rohr vor dem Ausbetonieren zu achten.
g. Beim Verlegen von Betonrohren mit Fuß auf Betonauflager ist die Ausbildung einer Mittelaussparung zweckmäßig. Dadurch wird Reiten der Rohre vermieden und eine gute Lastübertragung auf das Betonauflager erreicht. Auf ein sattes Rohrauflager ist zu achten.
h. Erforderliche Abzweige sind bereits mit der Rohrleitung einzubauen. Rohre nicht nachträglich für den Einsatz von Abzweigen abschlagen!
i. Bei Anschlüssen der Rohrleitung an Schächte empfiehlt sich bei starrem Rohranschluß der Einsatz kürzerer Paßstücke oder eine direkte Rohrverbindung mit Rollringanschluß, um eine möglichst gelenkige Verbindung zwischen Schacht und Rohrleitung zu erreichen.
5. Verlegen und Herstellen der Rohrverbindung
a. Die Rohre sind mit geeigneten Hubgeräten (z.B. Dreibock, Portalkran, Bagger, Autokran) zu verlegen, die ein gleichmäßiges und feines Heben und Senken erstatten.
Rohrverbindungen sind auch unter schwierigen Baustellenverhältnissen herzustellen.
b. Bei Falzrohren ist die Dichtung der Rohrverbindung mit kaltverarbeitbaren Dichtstoffen (z.B. Fugenband) noch üblich. Verarbeitung des Dichtstoffes nach Vorschriften der Lieferfirma. Dabei ist zu achten, daß die Bandabmessungen auf die einzelnen Rohrdurchmesser abgestimmt werden. Für größere Rohrdurchmesser größere Bandabmessungen. Das Fugenband auf Gehrung zuschneiden und genügend überlappt zusammenpressen. Erforderliche Haftanstriche sind rechtzeitig vorher auf die gereinigte und trockene Dichtfläche aufzubringen.
c. Bei Glockenmuffenrohren werden überwiegend integrierte Dichtringe verwendet. Dabei sind nur die vom Rohrhersteller mitgelieferten Dichtungen zu verwenden, weil Rohr, Rohrverbindung und Dichtmittel eine technische Einheit darstellen müssen.
d. Die mit den Dichtmitteln in Berührung kommenden Rohrflächen müssen sauber sein. Der Dichtring wird auf das Spitzende des Rohres unverdrillt aufgezogen bzw. in die dafür vorgesehene Kammer eingelegt. Dann wird das am Verlegegerät hängende Rohr herangeführt, bis der Dichtring gleichmäßig an der Abschrägung am Muffenanfang anliegt. das Zusammenführen in Richtung der Rohrachse muß zentrisch durchgeführt werden und kann z.B. mit Greifzügen, Winden oder Pressen erfolgen. Außermittiges und schräges Zusammenziehen der Rohre führt zu Undichtheit und Muffenabsprengung. nach dem Zusammenziehen ist die Lage des Dichtringes zu kontrollieren. Wenn die Dichtung nicht ordnungsgemäß ist, muß das Rohr neu angesetzt werden.
Achtung: nicht mit Baggerschaufel oder -löffel auf die Rohre schlagen oder drücken!
e. Achtung, unterschiedliche Rollring- bzw. Gleitringdichtung beachten:
Rollringdichtung
Der Rollring wird an der vorderen Kante des Rohrspitzendes aufgelegt. Er rollt beim Zusammenschieben der Rohrenden unter gleichzeitiger Verformung in seine endgültige Lage. Die Rohrenden müssen trocken sein. Bei ungleichmäßigem Einrollen besteht Gefahr der Muffensprengung.
Gleitringdichtung
Der Dichtring wird in die Kammer oder an die Betonaufkantung gelegt. Auf die Innenfläche der Glockenmuffe wird Schmierseife aufgetragen. Beim Zusammenschieben der Rohrenden gleitet die Glockenmuffe über den Dichtring. Dieser wird verformt, verändert dabei seine Lage jedoch nicht. Wird der Gleitring aus der Kammer oder über die Betonaufkantung hinweggedrückt, besteht Gefahr der Muffensprengung. Die Rohre sind dann wieder auseinander zu ziehen und erneut zusammenzufahren.
Die verbleibende Spaltbreite zwischen den Stirnflächen der Rohre soll zur Erhaltung der Beweglichkeit der Verbindung 10 bis 20 mm betragen.
6. Prüfung der Rohrleitung
a. Jedes verlegte Rohr ist auf seine planmäßige Lage zu überprüfen.
b. Die Prüfung der Wasserdichtheit der Rohrleitung soll haltungsweise an der noch nicht überschütteten Leitung durchgeführt werden. Sie soll dem Hersteller vorher und rechtzeitig angezeigt werden. Zur Lagesicherung kann die Rohrleitung eingebettet und teilweise angedeckt werden. Die Rohrverbindungen sollen dabei frei bleiben.
c. Die Leitung ist vor dem Füllen mit Wasser nicht nur an den Enden der Prüfstrecke, sondern auch an allen Leitungsabschnitten sowie an Abzweigen und Krümmungen zu sichern.
d. Zur Vermeidung von schädlichen Temperaturdifferenzen bei der Wasserdichtheitsprüfung ist die Leitung im Sommer gegebenenfalls gegen Sonneneinstrahlung zu schützen.
e. Die Leitung ist mit Wasser so zu füllen, daß sie luftfrei ist. Sie wird deshalb zweckmäßig vom Leitungstiefpunkt aus so langsam gefüllt, daß an den ausreichend groß bemessenen Entlüftungsstellen am Leitungshochpunkt die in der Rohrleitung enthaltene Luft entweicht.
f. Das Wasser darf nur bis zu einem gewissen Füllungsgrad direkt aus einer unter Druck stehenden Wasserleitung eingeleitet werden. Der Rest ist über das Standrohr einzufüllen.
g. Die Leitung gilt als wasserdicht, wenn die Wasserzugabe während der Prüfdauer von 15 Minuten die in ÖNORM B 2503 angegebenen Werte nicht überschreitet und die Rohrverbindungen dicht sind. Feuchte Flecken oder einzelne Tropfen dürfen an der Leitung auftreten.
h. Zeigen sich bei der Prüfung undichte Stellen an der Leitung, so ist die Prüfung zu unterbrechen und die Fehlstellen sind auszubessern. Beanstandungen sind in jedem Falle dem Lieferwerk zur Überprüfung und Beseitugung der Mängel sofort anzuzeigen. Nachträgliche Reklamation (z.B. nach dem Zufüllen des Rohrgrabens) können nicht anerkannt werden.
7. Einbau der Rohrleitung
a. Im Bereich der Leitungszone bis 40 cm über Rohrscheitel steinfreies (bis zu 20 mm Korndurchmesser) gut verdichtbares Material (kein bindiges Material)! in Lagen einbauen und durch Handstampfung oder mit leichten Geräten auf beiden Seiten gleichzeitig verdichten, und zwar jede Schüttlage für sich von der Grabenwand zur Leitung hin (Bild 6). Besonders auf das Einstampfen der Rohrzwickel achten. Die gute Verdichtung des in Lagen einzubauenden Einfüllmaterials im Graben bestimmt wesentlich die Erddruck- und Erdauflastverteilung auf die Rohrleitung. Ungeeignetes Einfüllmaterial ist abzufahren und durch brauchbares zu ersetzen. Bei Leitungen mit einem Außendurchmesser größer als 400 mm muß die Leitungszone in mehr als 2 Arbeitsgängen verfüllt und verdichtet werden (Schichthöhe 30 cm). Ein vorhandener Außenschutz der Leitungen darf nicht beschränkt werden. Das direkte Abkippen des Verfüllmaterials in die Leitungszone ist zu unterlassen.
Bild 6: Lagenweiser Einbau von gut verdichtbarem Material
b. Gefrorenes Material oder mit Schnee und Eis vermengtes Material darf nicht eingefüllt werden.
c. Ist eine Rohrleitung in bindigem Boden verlegt und der Graben noch nicht eingefüllt, so besteht bei Frost die Gefahr des Auffrierens der Leitung. Offene Schächte bei Frost abdecken! Kaminwirkung!
d. Zur Vermeidung von möglichen Temperaturspannungen ist umgehend nach der Prüfung der Wasserdichtheit das Rohr in der Leitungszone einzubetten.
e. Einschütten grobsteinigen Materials bei zu geringer oder fehlender Rohrüberdeckung führt zu Rohrschäden!
f. Jede einseitige Verfüllung bei der Rohreinbettung ist zu vermeiden.
Die Rohrleitung muß in Grabenmitte liegen.
Bei Betonummantelung soll sich der Beton seitlich an den gewachsenen Boden abstützen können.
g. Beim Verfüllen ist besonders darauf zu achten, daß der Betonmantel vom Rohr nicht gelöst wird. Ummantelungen sind vom Rohr weg abzuschrägen.
h. Die Schalung ist vollständig aus dem Leitungsgraben zu entfernen.
i. Einschlämmen der Einfüllung nur bei geeigneten Bodenverhältnissen; bei bindigen Böden nicht zulässig.
j. Bindige Böden können nur mit Stampfern, körnige Böden mit Rüttlern verdichtet werden!
k. Eingeschüttete Grabenfüllungen nicht mit Schwerlastgeräten, wie Bagger oder Raupen, durch Befahren verdichten!
l. Die Grabeneinfüllung nicht mit leerem oder vollem Baggerkorb verdichten, da die Schläge mit dem Baggerkorb in ihrer Wirkung nicht kontrolliert werden können und oft Rohrschäden verursachen.
m. Im Bereich oberhalb der Leitungszone ist die Schütthöhe der einzelnen Lagen so zu wählen, daß das zur Verfügung stehende Verdichtungsgerät mit Sicherheit die einzelnen Lagen mit der notwendigen Zahl von Übergängen einwandfrei verdichten kann..
