6.1. Kulturerdarbeiten

Kulturerde setzt sich vorwiegend aus Humus, Ton und Sand zusammen. Humus nennt man die zu Erde gewordenen organischen Bestandteile, d.h. die Rückstände tierischer oder pflanzlicher Herkunft. Humus ist ein kostbares Material und es braucht Jahre oder gar Jahrzehnte bis er entstanden ist. Er besteht aus vielen organischen Bestandteilen und Mikroorganismen - einem ganzen Staat, denn 1dm³ enthält: 2 Regenwürmer, 50 Borstenwürmer, 100 kleine Insekten, 500 Räder- und Bärtiere, 1000 Springschwänze, 2000 Milben, 30'000 Fadenwürmer und ca. 1 Mia. Einzeller. Dies sei deshalb erwähnt, damit sich der Baukadermann bewusst ist, dass mit dem Humus sorgfältig umgegangen werden muss und gewisse Grundsätze bei Kulturerdarbeiten einzuhalten sind.

Unter Kulturerde verstehen wir im Volksmund "Humus". Vielfach liegt unter dem Humus noch humushaltiges Erdmaterial, genannt "wilde Erde" oder einfach "Erde". Erde  erkennt man an ihrer braunen Farbe und dem meist etwas lockeren Gefüge.

Abhumusieren

Beim Entfernen der Kulturerde im Kulturland oder in Gärten soll in zwei Phasen vorgegangen werden. Zuerst abstossen der eigentlichen Kulturerde, also der Humusschicht, welche im Mittelland ca. 30 cm stark ist und anschliessend abtragen  der Erde, je nach Schichtstärke und Bewirtschaftung. Beim späteren Andecken wird dann vorerst  die Erde eingebracht und darüber der gute Humus verteilt.

Bei normalem Wiesland und späterem Rasen wird der Humus einfach ca. 30 cm stark abgestossen und nach erfolgter Rohplanie auch wieder angelegt.

Kulturerde- oder Humusdeponie

Nach Möglichkeit Humus nicht in nassem Zustand deponieren und Deponie vor Durchnässung schützen, ev. Oberfläche leicht abglätten oder Wasserableitungsgräben anlegen.

Der Abstand zwischen Humus- und Aushubdeponie soll immer 1 m betragen.

Humusdeponien sollen nie höher als 2 - 3 m und nie breiter als ca. 8 m erstellt werden, weil sonst die vielen Mikroorganismen, welche die gute Qualität des Humus erst ausmachen, zu wenig Sauerstoff erhalten und der Humus erstickt.

Humusdeponien sind bei längerer Lagerung (über 3 Mte) mit Lucerne, Klee oder einer anderen, geeigneten Samenmischung anzusäen. Dadurch wird der Humus vor Unkrautbefall und Witterungseinflüssen geschützt. Lucerne zersetzt sich nachher wieder leicht und kann einfach unter den Humus gemischt werden.

Humus ist immer auf beiden Seiten der Baustelle zu deponieren, damit beim Anlegen das Humusieren leichter fällt. Generell sind Materialien immer dort zu deponieren, wo sie später gebraucht werden. Alle überflüssigen Transporte brauchen Energie, Zeit und kosten unnötig Geld. Das gilt für Backsteine genau gleich, wie für Kanalisationsrohre oder Aushubdepots.

Wiederandecken der Kulturerde oder des Humus

Auf den Vegetationsflächen wird der Humus in einer 30 - 40 cm dicken Schicht auf die vorher eingebrachte Erde verteilt; auf Böschungen genügen 10 - 15 cm.

Die Humusunterlage, welche festgefahren oder durch das Liegenbleiben von Wasserpfützen undurchlässig geworden ist, soll mit dem Aufreisser oder den Zähnen des Tieflöffels gut aufgelockert werden, da sich sonst später  Wasserlachen bilden. Deren Entfernung müsste allenfalls in Garantie behoben werden. Selbstverständlich ist die Rohplanie von Bauschutt zu reinigen.

Angelegter Humus darf nicht mehr befahren werden. Wird mit dem Trax humusiert, muss er den Humus vor sich abkippen und ihn mit der Schaufel, rückwärtsfahrend, verteilen. Treten trotzdem auf neu humusierten Flächen Pfützen auf, ist sofort mittels Drainage-Löchern oder Drainage-Leitungen für Abhilfe zu sorgen, da sonst die Kulturerde "versauert".

Frisch humusierte Böschungen sollen mit einer Walze leicht angedrückt und sofort angesät werden. Eventuell empfiehlt sich das Anbringen von Faschinen, Schwartenbrettern oder Böschungsnetzen. Neuerdings sind auch Naturfasergewebe aus Kokos in verschieden breiten Streifen erhältlich.

Dekowe-Geotextilien zur Sicherung des Humus gegen Abgleiten. Pfähle und Kokosfasern zersetzen sich mit den Jahren und werden selbst zu Humus.

Begrünung

A. Eberle, Ingenieurbüro für Landschaftsbau, CH 9100 Herisau

Jede intakte Vegetationsdecke ist ein natürliches Ökosystem und schützt die Bodenoberfläche vor Erosion. Die Pflanzen verfolgen eine einfache "Befestigungsstrategie" nach dem Prinzip eines vernagelten Netzes. Die Charakterarten ergänzen sich in ihren Wuchsformen mit tiefreichenden Pfahlwurzeln als Nägel und flachstreichenden, dicht verzweigten Wurzelgeweben als Netz.

Schematische Darstellung einer Vegetationsdecke

Die Ansaat von Rasen- und Kräutermischungen spielte früher keine grosse Rolle. Die sogenannte "Heublumensaat" kam als einzige Saatmethode in Frage. Die technische Entwicklung in den letzten 30 Jahren führte zu neuen Verfahren. Mit Hilfe einer flächendeckend aufgebrachten, rasch wirkenden Decksaat können heute offene Flächen unter Ausschaltung der Oberflächenerosion innerhalb kürzester Zeit begrünt, stabilisiert und damit biologisch aktiviert werden.

Begrünungsmethoden

Bei der Breitsaat wird das Saatgut maschinell oder von Hand ausgebracht, in die Oberfläche eingearbeitet und leicht angedrückt. Diese Methode ist nur auf Flächen mit Kulturerdeunterlage anwendbar, da auf Rohbodenflächen das Saatgut an der Oberfläche ohne jeden Schutz bleibt. Das Ansäen soll möglichst rasch nach dem Humusieren erfolgen, damit die Oberfläche wieder vor Erosion durch Wind und Wasser geschützt ist. Kleinere, untergeordnete Flächen können ohne weiteres selbst von Hand angesät werden. Grössere Saatflächen soll der Landwirt oder Landschaftsgärtner besorgen. Nach dem Humusieren ist die Oberfläche mit der Egge zu bearbeiten und alle Wurzeln und Steine herauszulesen. Sodann kann mit der geeigneten Samenmischung angesät werden. Die beste Saatzeit ist im Frühling von April bis Mitte Juni und im Spätsommer von Mitte August bis September.

Eine ideale Methode um Steilböschungen zu bearbeiten bildet die Nass-Saat. In einem Hydroseeder werden Saatgut, Dünger, Bodenverbesserungsmittel, Mulchstoffe, Kleber und Saatgut mit Wasser zu einem Brei aufgearbeitet. Über eine Dickstoffpumpe wird das Substrat gleichmässig auf die Begrünungsflächen aufgespritzt. Durch die Einbettung des Saatgutes in Mulchstoffe wird mit diesem Verfahren ein optimales Keimbeet geschaffen. Ökologisch wirkt die aufgetragene Schicht wie eine dünne Kulturerdeauflage von besonderer Qualität. Durch die Beimischung organischer Bindemittel wird ein sofortiger Erosionsschutz erreicht. Nass-Saaten werden grösstenteils auf Rohbodenflächen ohne Kulturerdeunterlage aufgebracht. Je nach Vegetationsfähigkeit des Untergrundes lässt sich die aufgetragene Mulchschicht sowohl in der Zusammensetzung wie auch in der Auftragsstärke anpassen.

Mulchsaat / Strohdecksaat: Nach einer Saat im Nassverfahren wird eine 2 - 4 cm starke Schicht aus Langstroh von Hand aufgetragen oder maschinell aufgeblasen. Das Stabilisieren und Verkleben der Strohdecke erfolgt mittels Aufspritzen einer wasserlöslichen Bitumenemulsion. Die Strohschicht wirkt in der Folge als "Treibhaus" und gleicht die mikroklimatischen Extreme aus.

Saatmatten: Erosionsgefährdete Flächen werden mit einem Gewebe aus Kunststoff oder Naturfasern abgedeckt. Das Saatgut ist in den Matten selber eingearbeitet oder wird in einem separaten Arbeitsgang in Handarbeit oder im Nass-Saatverfahren appliziert.

Saatgutauswahl: Der Auswahl des richtigen Saatgutes ist bei jeder Begrünung entscheidende Bedeutung beizumessen. Dabei werden Kriterien berücksichtigt wie: Klima, Höhenlage, Exposition, Niederschläge, Boden, Wasserhaushalt, Vegetationsfolgen, Nutzungszweck und Nährstoffversorgung. Obwohl verschiedenste erprobte Standardmischungen (z.B. VSS-, UVG-Mischungen etc.)  existieren, kann es vorteilhaft sein, auf Spezialmischungen zurückzugreifen.

Faserarmierte Vegetationsschicht System FIBRATER

Beim System FIBRATER handelt es sich um ein Verfahren, bei dem ein mineralisches Grundmaterial aus verschiedenen Komponenten in einer Spezialmischanlage mit Bewehrungsfasern und organischen Bindemitteln in trockenem Zustand aufgearbeitet wird. Über eine speziell entwickelte Maschineneinheit kann die FIBRATER-Vegetationsschicht pneumatisch durch Schläuche gepresst werden. Vor dem Austritt aus der Spritzdüse wird soviel Wasser wie nötig beigemischt. Unter hohem Druck spritzt das Gemisch auf die vorbereitete Böschung. Das Material dringt in kleinste Ritzen und Hohlräume des Untergrundes ein. So verkittet sich die FIBRATER-Vegetationsschicht sehr gut mit dem anstehenden Bodenmaterial und wird dicht gelagert. In einem Arbeitsgang kann die gewünschte Schichtstärke von 1 bis 20 cm bei Neigungen bis 80° aufgebracht werden.

Links: Ein verdübelter, stabilisierter Hang, Mitte: Maschineneinheit für
das FIBRATER-Verfahren und rechts: Steuerung des Spritzarmes.

Die wichtigsten Punkte zur Erinnerung:

Kulturerde oder Humus besteht aus organischen Bestandteilen, Ton und Sand und ist ein wertvolles Material. Bei Kulturland oder Gärten empfiehlt es sich, die Erde auch separat zu deponieren.

Humus soll im nassen Zustand nicht deponiert und überhaupt vor Nässe durch Abglätten der Deponieoberfläche oder Anbringen von Wasserableitungsgräben geschützt werden. Der Abstand zwischen Aushub- und Humusdepot  muss  min. 1 m betragen. Die Humusdeponie ist weniger hoch als 3 m und weniger breit als 8 m anzulegen. Das Ansäen mit Lucerne schützt vor Unkrautbefall und Erosionen durch Witterungseinflüsse. Die beidseitig des Bauwerkes angeordneten Humus­deponien erleichtern das spätere Humusieren.

Beim Humusieren ist auf folgende Punkt zu achten: - Untergrund auflockern, - angelegten Humus nicht mehr befahren, - Pfützen drainieren, - Böschungen leicht walzen und ev. mit Faschinen oder Naturfasergeweben vor dem Ausschwemmen des Humus schützen. Humusoberfläche eggen, Wurzeln und Steine herauslesen, fräsen und möglichst rasch ansäen. Die beste Saatzeit ist im Frühling von April bis Mitte Juni und im Spätsommer von Mitte August bis September.

6.2. Aushubarbeiten

"Hochbauer" schauen manchmal fast etwas verächtlich auf den "Aushübler" herunter und glauben für das Erstellen einer Baugrube brauche es nur einen Bagger, der das "Loch" aushebt. Zu Unrecht, den spätestens nach dem Studium der vorhergegangenen Ausführungen ist klar geworden, dass die Ausführung von Tiefbauarbeiten ein hohes Mass an Fachwissen und Erfahrung erfordert.  Da der Boden ein empfindliches Material ist (vor allem in Bezug auf Wassereinflüsse) erleidet er durch ungeeignete Bearbeitung Schäden, die kaum (oder nur mit grossem Aufwand) wieder gutgemacht werden können. Zudem ist der Erdbau viel stärker vom Wetter abhängig als der Hochbau. Wenn die Backsteine ein bisschen Feuchtigkeit erhalten, zerfallen sie nicht gleich, wenn aber ein empfindlicher Boden nur ein paar Prozente zuviel Wasser erhält, kann er sich unter Umständen in einen Brei verwandeln. Berücksichtigt man die Tücken des Bodens, die Wechselhaftigkeit des Wetters und das kapitalintensive Inventar, so wird klar, dass die Leitung der Erdarbeiten vom Baukader viel "Köpfchen" und Organisationstalent erfordert; eine schwere und anspruchsvolle, aber auch schöne und befriedigende Arbeit.

Auf die Arbeitsvorbereitung wird in diesem Kapitel nicht mehr besonders eingetreten, weil sie zu Beginn ausführlich Erwähnung fand. Die Praxis zeigt aber, dass gerade bei den Erdarbeiten oft viel zu wenig AVOR betrieben wird. Es muss dann nicht verwundern, wenn falsch angeordnete Aushubdeponien den Rohbau während Monaten behindern oder dort angeordnet werden, wo man Leitungen ins Haus führen müsste. Zu gross oder zu klein angelegte Aushubdepots bedingen später beim Wiedereinfüllen Zu- oder Abtransporte von Material, was meistens mit viel grösserem Aufwand verbunden ist, als wenn die Ausrechnung der Hinterfüllung von Anfang an richtig erfolgt wäre.

Aushub oder Abtrag

Wenn bei der Arbeitsvorbereitung für den Aushub die Art, Grösse und Menge der Aushubgeräte gewählt wird, ist zu beachten, dass die Arbeitsausführung von verschiedenen Faktoren abhängt:

• Umfang der Aushubarbeiten

• Baggerfähigkeit des Bodens; normal, schwer oder nicht baggerfähig. Schwer-  baggerfähiges Material gibt immer wieder zu Diskussionen Anlass. Es lässt sich mit dem Ramm-Meisselgerät ermitteln. In einem Versuch von 4 Schlägen wird die totale Eindringung der Spitze für die Schläge 2, 3 und 4 gemessen und das Ergebnis im Protokoll festgehalten.

• Wasserempfindlichkeit des Bodens. Darf der Untergrund nicht oder nur unter günstigen Wetterbedingungen befahren werden?

• Wiederverwendbarkeit des Materials, direkter Einbau oder Transport auf
  Deponie; Reziklierbarkeit! 

• Transportdistanzen

• Lage der Baustelle, Abtrag von unten oder von oben?

Tipps aus der Praxis:

• Vor allen Aushubarbeiten sind immer zuerst die Werkleitungen abzuklären und zu sondieren. Die Informationen können bei den technischen Werken oder entsprechenden Leitungsbesitzern eingeholt werden.

• Für die Bestimmung der genauen Lage der Werkleitungen haben sich Leitungssuchgeräte bewährt. Sie leisten unschätzbare Arbeit beim Feststellen der Lage von Werkleitungen.

• Humus soll immer separat deponiert werden.

• Beim Anlegen der Deponien muss stets auch an das Wiedereinfüllen und an Leitungseinführungen gedacht werden.

• Die Grundflächen der Deponien weisen im Plan meistens zu geringe Abmessungen auf. Wenn Oberflächen von Deponien mit 5 % Quergefälle versehen und glatt abgewalzt werden, ergeben sich daraus gute Lagerplätze.

• Horizontale Installationsplätze für Lager, Baracken, Kranfundamente und UG's werden am billigsten mit der gleichen Maschine direkt nach dem Baugrubenaushub erstellt.

• Bei nicht wasserempfindlichen Böden, können die Aushubarbeiten in einem Arbeitsgang bis auf die Baugrubensohle ausgeführt werden. Die Sohle ist möglichst ohne Auflockerung herzurichten und, sofern erforderlich, zu verdichten.

• Bei wasserempfindlichen Böden ist eine Schutzschicht von 50 cm stehen zu lassen, sofern die Sohle befahren und 20 cm, wenn sie nicht befahren wird. Nach dem Entfernen der Schutzschicht ist die Sohle mit Magerbeton abzudecken.

• Der Arbeitsraum beträgt nach SIA Norm 229 60 cm + Schalung, d.h. also 70 – 80 cm.

• Zum Abbauen von Erschwernissen sollen entsprechende Hilfsmittel und Ausrüstungen verwendet werden, z.B.:

  -        Felszahn oder Heckaufreisser

  -        Hydraulische Sprenggeräte

  -        "Expansions-Sprengstoff"

  -        Hydraulische Abbauhämmer und Betonbrecher

• Die Auffüllkubatur ist genau auszurechnen, damit nicht nachträglich unter ungünstigen Verhältnissen Material zu- oder abgeführt werden muss.

• Deponien sind fachgerecht anzulegen und gegen negative Einflüsse des Wassers durch Abglätten, Abwalzen oder Abdecken zu schützen.

• Anspruchsvolle Böschungen sollen mit einem entsprechenden Gerät erstellt werden (z.B. mit Teleskopbagger oder Hydraulikbagger mit schwenkbarem Planielöffel).

• Die Aushubhöhen sind genau einzuhalten (Toleranz +/- 5 cm und +/- 3 cm bei Handaushub oder bei verlangten, tieferen Toleranzen).

Etwas vom wichtigsten beim Aushub sind die Ausmassnotizen, besonders über die Erschwernisse, weil sie unter Umständen einen beträchtlichen Teil der gesamten Aushubkosten ausmachen können. Wichtig sind Notizen über Handaushub, Aushub-Erschwernisse wie: Beläge, Chaussierungen, Sockel, Schächte, gefrorenes und schwerbaggerfähiges Material, Mauerwerk aus Bruchstein, unarmiertem oder armiertem Beton, leicht oder schwer abbaubarem Fels (mit Kompressor, Hydraulikhammer oder durch Sprengen gelöst), Findlinge, Felsverlauf mit Aufnahme von Profilen, Behinderung durch Werkleitungen und Schützen derselben, natürlich auch über alle Wasserhaltungsarbeiten und Böschungssicherungen usw..

Werkleitungserschwernisse

Behinderung durch und Schützen von Werkleitungen werden separat entschädigt.

Das Vorgehen und der Ablauf der Erdarbeiten soll immer vorgängig mit dem Maschinisten abgesprochen werden. Dies ist besonders wichtig, damit das Baukader und der Baumaschinenführer am "gleichen Strick" ziehen.

Vorgehen beim Baugrubenaushub

In der Regel erhält das Baukader einen Aushubplan, nach dem es seine Arbeitsvorbereitungen treffen kann:

• Kontrollieren der Höhenkoten (nach Ing.Plan) und Böschungsneigungen, sowie des Arbeitsraumes

• Ausrechnen der Aushub-, Abtransport-, Einfüll- und Deponiekubaturen

• Bestimmen der Humus- und Erdmaterialdeponien (in Übereinstimmung mit dem Bauinstallationsplan), ausplanierte Deponien können als Lagerplatz verwendet werden

• Festlegen des Arbeitsvorganges

• Wahl des Aushubgerätes und der Transportfahrzeuge unter Berücksichtigung ihrer Leistungen

• Festhalten des Ergebnisses in einem einfachen Bauprogramm mit allen Angaben, wie Maschinen-, Arbeiter- und LKW-Einsatz, damit der Vorgesetzte entsprechend disponieren kann.

Vorgehen auf der Baustelle

Auf der Baustelle lässt sich der Polier die Hauptabsteckungspunkte (Baulinien, Bauhauptfluchten) von der Bauleitung markieren und geht dann vorteilhaft wie folgt vor:

• Werkleitungen sondieren

• Hauptabsteckungspunkte versichern

Hauptabsteckungspunkte bestehen aus Boden- und Zeigerpfahl; sie sind zu versichern!

• Baufluchten auf Grenzlinie zurückversichern; dies deshalb, weil am Anfang noch alle Vermessungsarbeiten ohne Behinderung durch Humusdepots vorgenommen werden können.
   

• Humus abstossen und laufend obere Böschungskante mit Sägemehl anzeichnen

• Die untere Böschungskante (Böschungsfuss) ist oben zu verpflocken; die Neigung kann auch mit einem grossen Böschungswinkel laufend bestimmt werden.

• Das Stellen von Profilen kann besonders für den Beginn des Aushubes eine grosse Hilfe sein; im Strassenbau wird dies sowieso gemacht.

Die wichtigsten Punkte zur Erinnerung:

Für die Wahl der Erdbaugeräte sind der Umfang des Aushubes, die Baggerfähigkeit des Bodens (ev. mit dem Ramm-Meisselgerät ermitteln), die Wasserempfindlichkeit des Grundes, die Wiederverwendbarkeit des Materials, die Transportdistanzen zu den externen und internen Deponien, sowie die Lage der Baustelle zu berücksichtigen.

Praktische Tipps: Werkleitungen vor allen Grabarbeiten durch Sondagen oder Leitungssuchgerät bestimmen, Humus separat deponieren, beim Anlegen von Deponien an Leitungsdurchführungen und an das spätere Wiedereinfüllen denken, Deponien mit Quergefälle abwalzen und damit Lagerplätze schaffen, bei wasserempfindlichen Böden eine Schutzschicht von 50 cm stehen lassen, Aushubsohle wenn nötig verdichten und sofort Unterlagsbeton einbringen, 70 - 80 cm Arbeits­raum einhalten, Erschwernisse im Aushub mit Felszahn, Aufreisser, Sprengstoff, Hydraulischem Sprenggerät, "sanftem Sprengstoff", Hydraulischem Abbauhammer oder Betonbrecher zerkleinern, Auffüllkubaturen genau zum voraus berechnen, Deponien fachgerecht anlegen, anspruchsvolle Böschungen mit schwenkbarem Planielöffel ausheben, Aushubtoleranzen von +/- 5 cm einhalten, Aus­massnotizen laufend aufnehmen, das Vorgehen mit dem Maschinisten besprechen.

Kontrollieren der Höhenkoten, Ausrechnen der Aushub-, Abtransport-, Einfüll- und Deponiekubaturen, Festlegen der Deponien in Übereinstimmung mit dem Installationsplan, Festlegen des Arbeitsvorganges, Wahl der Maschinen und Anfer­tigen eines Bauprogrammes bilden die Schritte für das Vorgehen beim Baugru­benaushub.

Auf der Baustelle werden die Werkleitungen sondiert, die Hauptabsteckungspunkte versichert, die Bauhauptfluchten auf die Grenze verlängert, der Humus abgestossen, die oberen Böschungskanten angezeichnet und die unteren verpflockt oder Profile gesetzt.

Die Aushubkubatur kann in der Regel aus Mittelfläche mal mittlere Höhe errechnet werden. Tabellen über Humus- und Aushubdepotabmessungen und Leistungswerte können die AVOR erleichtern.

Der Arbeitsablauf beim Abtrag für den Strassenbau ist ähnlich wie beim Baugrubenaushub, soll aber auch immer gut situationsbezogen überlegt werden.

Die wichtigsten Signaturen der Werkleitungen kennen! 

Weitere Beiträge zu Tiefbau im Buch Tiefbau – Grundwissen für Baukader    

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