Wasserhaltung bezeichnet alle Maßnahmen, mit denen Grundwasser, Schichtenwasser oder Oberflächenwasser aus einer Baugrube ferngehalten oder daraus abgepumpt wird, sodass die Arbeiten auf trockenem Untergrund stattfinden können. Sie ist geregelt in DIN 18305 (VOB/C) „Wasserhaltungsarbeiten" und dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG). Wasserhaltung entscheidet über Standsicherheit, Kosten und Bauzeit und gehört zu den anspruchsvollsten Gewerken im Tiefbau.

Wann ist Wasserhaltung notwendig?

Sobald der Grundwasserspiegel höher liegt als die geplante Baugrubensohle, muss das Wasser vor oder während des Aushubs abgesenkt werden. In Regionen mit sandigem, gut durchlässigem Boden und hohem Grundwasserstand ist Wasserhaltung bei Keller- und Tiefbauten die Regel. Neben dem Arbeitsschutz schützt sie vor hydraulischem Grundbruch (Aufträngung der Sohle durch Wasserauftrieb), verhindert Suffosion (Feinkornausspülung und Bodenversagen) und sichert die Tragfähigkeit des Baugrundes.

Falsch geplante Wasserhaltung ist eine der häufigsten Ursachen für Baugrubenschäden und Setzungen an Nachbargebäuden. Die Maßnahmen reichen von einfachen Tauchpumpen in der Baugrubensohle bis zu komplexen Filtersystemen mit Dutzenden von Tiefbrunnen rund um die Baustelle.

Welche Verfahren gibt es?

Die Wahl des Verfahrens hängt vor allem vom Durchlässigkeitsbeiwert k des Bodens, der Absenktiefe und der Baugrubengröße ab. Die wichtigsten Verfahren in der Praxis:

Offene Wasserhaltung (Lenzung)

Bei der offenen Wasserhaltung wird das in die Baugrube zulaufende Wasser an der Sohle gesammelt und mit Kreiselpumpen oder Tauchpumpen abgepumpt. Das Verfahren eignet sich für geringe Wasserzuflüsse, bindige Böden wie Ton oder Lehm sowie Oberflächenwasser. Der typische Durchlässigkeitsbeiwert liegt bei 10⁻⁶ m/s. Bei gut durchlässigen Sanden ist das Verfahren ungeeignet, da hier hoher Zufluss und Suffosionsgefahr bestehen. Für die offene Wasserhaltung werden vorwiegend Tauchpumpen eingesetzt, die vollständig unter Wasser im Betrieb sein können. Die Pumpen-Miete beginnt bei etwa 150 Euro pro Woche – damit ist dies die günstigste Lösung.

Spitzenfilter-Verfahren (Wellpoints)

Filterrohre mit einer Länge von 0,5 bis 1 Meter werden im Abstand von 1,5 bis 2 Meter in den Boden eingespült und über eine Sammelleitung an Vakuum-Zentrifugalpumpen angeschlossen. Das Verfahren eignet sich für Fein- bis Mittelsand bei einer Absenktiefe bis circa 5 bis 6 Meter pro Stufe, mehrstufig bis etwa 12 Meter. Der typische k-Wert liegt zwischen 10⁻⁵ und 10⁻³ m/s. Ein Vorteil ist die schnelle Mobilisierung in ein bis zwei Tagen sowie die flexible Erweiterbarkeit. Das Verfahren ist bewährt bei sandigen Böden. Die Mobilisierung kostet zwischen 5.000 und 15.000 Euro, der Betrieb etwa 2,50 bis 6,00 Euro je laufendem Meter Spitzenfilter und Tag.

Tiefbrunnen-Verfahren

Gebohrte Filterbrunnen mit einem Durchmesser von DN 300 bis 600 und Tiefen von 8 bis 30 Meter werden im Abstand von 10 bis 30 Meter angeordnet. Unterwasserkreiselpumpen fördern das Wasser an die Oberfläche. Das Verfahren eignet sich für Kies, Grobsand und große Absenkbeträge. Typische Absenkungen bei Keller- und U-Bahnbauten erreichen bis zu 8 Meter.

Rechtliche Rahmenbedingungen

Nach § 8 WHG ist eine wasserrechtliche Erlaubnis vor Beginn der Absenkung Pflicht. Die Einleitung von Wasser aus Wasserhaltungen in öffentliche Gewässer und Kanalisationen ist bewilligungspflichtig. Wasser, das mit frisch eingebrachtem Beton in Berührung kommt, ist für Fische schädlich – in vielen Fällen wird die Vorklärung des Wassers in Behältern vorgeschrieben.

Planung und Kosten

Vor der Projektierung ist die Bauleitung verpflichtet, Wasserverhältnisse (Hydrologie) und Bodeneigenschaften abzuklären. Der Grundwasserstand wird meist mit Piezometern festgestellt, die Beschaffenheit des Baugrundes mit Sondierschlitzen oder Kernbohrungen. Der typische Anteil der Wasserhaltungskosten an den Gesamtbaukosten bei Tiefbauprojekten liegt zwischen 2 und 8 Prozent.

Für den Betrieb von Wasserhaltungen kommen häufig Hydraulikbagger zum Einsatz, die den Aushub in Kombination mit der Entwässerung durchführen. Im Leitungsbau und bei Pfahlgründungen ist die Wasserhaltung oft unverzichtbar. Auch beim Einsatz von Verbaugeräten und Spundwänden spielt die kontrollierte Grundwasserabsenkung eine zentrale Rolle für die Standsicherheit der Baugrube.

Das Filtermaterial muss auf den Boden abgestimmt werden: Je feiner der Untergrund, desto feiner sind die Sickerpackungen zu wählen. Das Auslegen von Sickergräben oder Umwickeln von Sickerleitungen mit Geotextilien hat sich bewährt. In jedem Fall muss das Pumpen von klarem Wasser angestrebt werden – Sand- und Schlammförderung führt bei Pumpen zu erhöhtem Verschleiß.