Leitungszone

Bild 1.6.1.2-1: 

Baugrundzonen bei der Leitungsverlegung in offener Bauweise nach EN 1610 [DINEN1610:1997] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

DINEN1610:1997

DIN EN 1610: Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen (10.97).

Quelle: STEIN Ingenieure GmbH

Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

DINEN1610:1997

DIN EN 1610: Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen (10.97).

ATVA127:1988

ATV-A 127: Richtlinie für die statische Berechnung von Entwässerungskanälen und -leitungen (12.1988).

DIN4033:1979

DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40).
[zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610]

ATVA139:1988

ATV-A 139: Richtlinien für die Herstellung von Entwässerungskanälen und -leitungen (10.1988).

Frühl10

Frühling, A.: Handbuch der Ingenieurwissenschaften in fünf Teilen. Teil 3: Der Wassebau, 4. Bd.: Die Entwässerung der Städte. Leipzig: Verlag von Wilhelm Engelmann 1910.

Braub25

Braubach, A.: Wasserversorgung und Entwässerung der Städte. Lehrbuch des Tiefbaus, II. Band, Hrsg.: Esselborn, Leipzig: Verlag von Wilhelm Engelmann, 6.-8. Aufl. 1925.

ATV82

Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik. Band I: Wassergütewirtschaftliche Grundlagen, Bemessung und Planung von Abwasserableitungen. 3. überarbeitete Aufl. 1982; Band II: Entwurf und Bau von Kanalisationen und Abwasserpumpwerken. St. Augustin, Hrsg.: Abwassertechnische Vereinigung e.V. (ATV), Berlin/München: Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, 3. überarbeitete Aufl. 1982.

Die im Leitungsgraben befindlichen Bereiche werden gemäß DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] in Leitungszone und Hauptverfüllung unterteilt (Bild 1.6.1.2-1) .

Die Leitungszone umfaßt die Bereiche der Bettung, der Seitenverfüllung und der Abdeckung bei Grabenleitungen in der Breite des Grabens, bei Dammleitungen oder sehr breiten Gräben in einer Breite des 3fachen Rohraußendurchmessers d_a. Mit dieser Festlegung wird vom ATV-A 127 [ATVA127:1988] abgewichen. Das entsprechende Maß lautet dort 4 d_a. Für Dammbedingungen und Leitungsgräben mit geböschten Wänden gelten dieselben Definitionen.

In DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] sind die Begriffe wie folgt definiert:

Als Bettung wird der Bereich zwischen Grabensohle und der durch den Auflagerwinkel gegebenen Höhe am Rohrumfang bezeichnet, wobei zwischen der oberen und unteren Bettungsschicht unterschieden wird. Bei direkter Auflagerung auf gewachsenem Boden bildet dieser die untere Bettungsschicht.

Die Seitenverfüllung ist die seitliche, von der Bettung bis zur Abdeckung reichende Verfüllung der Leitungszone.

Für die Abdeckung (der Bereich oberhalb des Rohrscheitels) werden Mindesthöhen von 150 mm über dem Rohrschaft und 100 mm über der Rohrverbindung gefordert (gemäß DIN 4033 [DIN4033:1979] mußte die Einbettung 30 cm über den Rohrscheitel reichen). Abweichungen sind beim Einsatz hydraulisch gebundener sowie anderer natürlicher oder künstlicher Baustoffe zulässig, sofern sie ihrer Eignung entsprechend geprüft werden und mit den Planungsvorgaben übereinstimmen.

Die Zuordnung dieser neuen Begriffe zu den heute noch üblichen und in der DIN 4033 [DIN4033:1979] , im ATV-A 139 [ATVA139:1988] sowie im ATV-A 127 [ATVA127:1988] verwendeten Begriffen enthält (Tabelle 1.6.1.2-1) :

Da die Rohrwanddicken in früherer Zeit unter Berücksichtigung von Randbedingungen der Produktion festgelegt worden sind, ergaben sich Tragfähigkeiten, die mit der Nennweite nur wenig zunahmen und bereichsweise sogar konstant blieben. Daraus resultierte die Notwendigkeit, die Verlegebedingungen den vorhandenen Tragfähigkeiten anzupassen. Dies erfolgte nach [Frühl10] z.B. durch eine besondere Sorgfalt bei der Ausfüllung des Arbeitsraumes zwischen Rohr und Baugrubenwand durch Verwendung eines einschlämmbaren Sandes oder sandigen Bodens (Bild 1.6.1.2-2) oder durch Verfüllung diese Raumes mit magerem Beton (1 Teil Zement auf 12 bis 18 Teile Sand und Kies) bzw. durch eine Betonvollummantelung des Rohres (Bild 1.6.1.2-3).

Bild 1.6.1.2-2:  Rohreinbettung um 1910 in Anlehnung an [Frühl10] - Sandeinschlämmung [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Frühl10 Frühling, A.: Handbuch der Ingenieurwissenschaften in fünf Teilen. Teil 3: Der Wassebau, 4. Bd.: Die Entwässerung der Städte. Leipzig: Verlag von Wilhelm Engelmann 1910. Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-3:  Rohreinbettung um 1910 in Anlehnung an [Frühl10] - Vollummantelung mit Magerbeton [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Frühl10 Frühling, A.: Handbuch der Ingenieurwissenschaften in fünf Teilen. Teil 3: Der Wassebau, 4. Bd.: Die Entwässerung der Städte. Leipzig: Verlag von Wilhelm Engelmann 1910. Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Im Jahre 1910 schrieb z.B. die Stadt München eine 10 cm dicke Betonummantelung für alle als Abwasserkanal dienenden Steinzeugrohre vor, während die Stadt Hannover die Grenze dafür oberhalb DN 450 bis DN 500 legte [Frühl10] .

Im Jahre 1925 galt nach [Braub25] die Regel, "Betonrohre > DN 700 immer in der Baugrube mit Beton bis in Kämpferhöhe beizustampfen, um den Widerlagern die nötige Festigkeit zu geben und Rissebildung zu vermeiden."

Selbst die DIN 4033 in den Fassungen vom April 1940 und Mai 1941 [DIN4033:1979] , letztere gültig bis 1963, enthielt noch die Empfehlung, "bei Leitungen von größerem Durchmesser (i.a. von etwa über DN 800) wird teilweise (Bild 1.6.1.2-5) und bei geringerer Tragfähigkeit des Bodens oder flacher Einbautiefe volle Ummantelung (Bild 1.6.1.2-4) und (Bild 1.6.1.2-6) (Bild 1.6.1.2-7) zweckmäßig sein."

Bild 1.6.1.2-4:  Betonvollummantelung in Anlehnung an DIN 4033 (04.40) [DIN4033:1979] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-5:  Betonteilummantelung in Anlehnung an DIN 4033 (04.40) [DIN4033:1979] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-6:  Betonteil- bzw. Betonvollummantelung in Anlehnung an DIN 4033 (04.40) [DIN4033:1979] bei Sandboden [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-7:  Betonteil- bzw. Betonvollummantelung in Anlehnung an DIN 4033 (04.40) [DIN4033:1979] bei stehendem Boden [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Obwohl diese Regel in den Folgenormen der DIN 4033 vom Mai 1963 und vom November 1979 [DIN4033:1979] (z.Zt. gültige Fassung) nicht mehr aufgenommen wurde, gibt es noch heute einzelne Kommunen und Industriebetriebe, die generell eine vollständige (BVU) oder teilweise (BTU) Betonummantelung der Kanäle unabhängig von der Beschaffenheit der Grabensohle oder der Tragfähigkeit der Rohre vorschreiben. Sie verzichten damit auf die Vorteile der in der Zwischenzeit entwickelten Dichtungssysteme sowie der Rohre mit erhöhter Tragfähigkeit und errichten ein starres Bauwerk im Baugrund.

Die Bettung soll eine gleichmäßige Druckverteilung im eigentlichen Auflagerbereich des Rohres sicherstellen und damit eine Linien- oder Punktlagerung verhindern. Bei Abwasserrohren ohne Fuß erfolgt dies über die Rohrwandung im Bereich des Auflagerwinkels (Bild 1.6.1.2-8) bei Betonrohren mit Fuß über die Fußfläche (Bild 1.6.1.2-9) .

Bild 1.6.1.2-8:  Variabler Auflagerwinkel beim Rohr ohne Fuß [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-9:  60° - Auflagerwinkel beim Rohr mit Fuß [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Nach DIN 4033 (11.79), Abs. 6 [DIN4033:1979] kommen für die Ausbildung des Auflagers in Abhängigkeit vom anstehenden Baugrund, der Überdeckungshöhe und Rohrtragfähigkeit folgende Varianten in Frage:

1. Auflager in gewachsenem Boden (Bild 1.6.1.2-10) (Bild 1.6.1.2-11) (Bild 1.6.1.2-12)
2. Auflager in nicht gewachsenem Boden auf eingebrachtem Sand, Kies oder Beton (Bild 1.6.1.2-13)
3. Betonummantelung (Betonteilummantelung BTU, Betonvollummantelung BVU) (Bild 1.6.1.2-14) .

Bild 1.6.1.2-10:  Auflager in gewachsenem Boden in Anlehnung an [DIN4033:1979] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] - Sohle vorgeformt DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-11:  Auflager in gewachsenem Boden in Anlehnung an [DIN4033:1979] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] - Rohr unterstopft DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-12:  Auflager in gewachsenem Boden in Anlehnung [DIN4033:1979] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] - Auflagerwinkel je nach Fußausbildung DIN4033:1979 DIN 4033: Entwässerungskanäle und -leitungen; Richtlinien für die Ausführung (11.79). DIN 4033: Betonrohre nach DIN 4032, Leitsätze für die Ausführung von Betonrohrleitungen (05.41) und Ausgabe (04.40). [zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN 1610] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-13:  Auflager von Steinzeugrohren in nicht gewachsenem Boden in Anlehnung an [FI-Stein08] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-14:  Ummantelung und spezielle Auflager von Steinzeugrohren mit Beton in Anlehnung an [FI-Stein84] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] FI-Stein84 Steinzeug Handbuch; Steinzeug GmbH. 3. Aufl., Köln 1984. Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Die im (Bild 1.6.1.2-14) dargestellten Auflagervarianten sind zwar in der DIN 4033, Ausgabe (11.79) [DIN4033:1979] nicht explizit enthalten, sie werden jedoch teilweise noch angewendet.

Demgegenüber werden bei der Ausführung der Bettung gemäß DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] folgende Typen unterschieden:

• Bettung Typ 1 (Bild 1.6.1.2-15)
• Bettung Typ 2 (Bild 1.6.1.2-16)
• Bettung Typ 3 (Bild 1.6.1.2-17) .

Bild 1.6.1.2-15:  Bettung Typ 1 gemäß DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] DINEN1610:1997 DIN EN 1610: Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen (10.97). Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-16:  Bettung Typ 2 gemäß DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] DINEN1610:1997 DIN EN 1610: Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen (10.97). Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 1.6.1.2-17:  Bettung Typ 3 gemäß DIN EN 1610 [EN1610:2015] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] EN1610:2015 DIN EN 1610: Einbau und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen; Deutsche Fassung EN 1610:2015; Beuth Verlag GmbH (12.2015). Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Im Vergleich zur DIN 4033 [DIN4033:1979] entfällt somit die Bettung in einer vorgeformten Sohle ohne Unterstopfung des Rohres (Bild 1.6.1.2-10) . Außerdem ist nach DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] ein Linienauflager zulässig, sofern dies den Vorgaben der statischen Berechnung der Rohre entspricht und auf eine gleichförmige Bettung zur Vermeidung von Punktlasten geachtet wird.

Für biegeweiche Rohre (Abschnitt 2.7.1) weisen die o.a. Normen Sonderregelungen auf. So ist z.B. nach DIN 4033 (11.79) [DIN4033:1979] das Betonauflager für diese Rohre nicht geeignet.

Wird aus bautechnischen Gründen eine Betonplatte erforderlich, ist zwischen Rohr und Betonplatte eine Zwischenlage aus verdichtungsfähigem Sand und Feinkies mit der Mindestdicke von 100 mm + 1/10 des Zahlenwertes der Nennweite der Rohre in mm vorzusehen. Die Betonummantelung ist hier ohne Mitwirkung des Rohres alleintragend auszubilden.

Stehen unterhalb der Rohrsohle weiche, nicht tragfähige Bodenschichten großer Mächtigkeit an, so daß die o.a. Bettungen versagen bzw. ein Bodenersatz unwirtschaftlich ist, dann muß der Kanal entweder schwimmend unter Verwendung eines entsprechenden Rohrwerkstoffes oder auf Pfählen gegründet werden. [ATV82] .

Beispiele besonderer Gründungsarten zeigen (Bild 1.6.1.2-18) und (Bild 1.6.1.2-19) .

Bild 1.6.1.2-18:  Mittige Lagerung zweier Kanäle übereinander (Etagenkanal) [ATV82] ATV82 Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik. Band I: Wassergütewirtschaftliche Grundlagen, Bemessung und Planung von Abwasserableitungen. 3. überarbeitete Aufl. 1982; Band II: Entwurf und Bau von Kanalisationen und Abwasserpumpwerken. St. Augustin, Hrsg.: Abwassertechnische Vereinigung e.V. (ATV), Berlin/München: Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, 3. überarbeitete Aufl. 1982.

Bild 1.6.1.2-19:  Gründung zweier übereinanderliegender Kanäle auf einer gemeinsamen Pfahlreihe [ATV82] ATV82 Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik. Band I: Wassergütewirtschaftliche Grundlagen, Bemessung und Planung von Abwasserableitungen. 3. überarbeitete Aufl. 1982; Band II: Entwurf und Bau von Kanalisationen und Abwasserpumpwerken. St. Augustin, Hrsg.: Abwassertechnische Vereinigung e.V. (ATV), Berlin/München: Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, 3. überarbeitete Aufl. 1982.