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- Herausgeber: Verlag Eugen Ulmer
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Serie: Fachbibliothek Grün
- Sprache: Deutsch
In diesem Nachschlagewerk finden Sie kompaktes Wissen zum Garten-, Landschafts- und Sportplatzbau. Die Themen reichen vom Umgang mit dem Boden, wie Erdarbeiten und Bodenarbeiten, mit Beton und Steinen, wie Mauerwerksbau, sowie Beton- und Stahlbetonbauten, über Holzbau und Metallarbeiten bis hin zum Wegebau und der Oberflächenentwässerung. Aspekte zum Treppenbau, Bau von Wasseranlagen, Errichten von Zäunen, Gittern, Toren und zur Dachbegrünung. Ausführungen zu Pflanzarbeiten, zur Entwicklungs- und Unterhaltungspflege und zum umweltgerechten nachhaltigen Bauen runden das Standardwerk ab, alles unter Beachtung der zum Erscheinungszeitpunkt gültigen DIN-Normen und Regeln der Technik.
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Seitenzahl: 1261
Veröffentlichungsjahr: 2016
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Bjørn-Holger Lay, Alfred Niesel, Martin Thieme-Hack (Hrsg.)
Bauen mit Grün
Die Bau- und Vegetationstechnik des Garten- und Landschaftsbaus
Mit Beiträgen von
Prof. Dr.-Ing. Olaf Hemker,
Dipl.-Ing. (FH) Elke Hornoff,
Prof. Dipl.-Ing. Bjørn-Holger Lay,
Prof. em. Dipl.-Ing. Alfred Niesel,
Prof. Dr. agr. Friedrich Rück,
Prof. Dipl.-Ing. Cornelie Stoll,
Prof. Dipl.-Ing. (FH) Martin Thieme-Hack
5., aktualisierte Auflage
749 Abbildungen
298 Tabellen
Umschlagmotiv: Martin Thieme-Hack
Dieses Buch ist Bestandteil der Reihe „Fachbibliothek grün“, die von Prof. Dipl.-Ing. Alfred Niesel begründet wurde. In dieser Reihe erscheinen Fach- und Lehrbücher für den Garten- und Landschaftsbau, für Landschaftsarchitekten sowie Garten- und Umweltämter.
Herausgeber dieser Reihe sind
Prof. Dipl.-Ing. Bjørn-Holger Lay,
Prof. em. Dr.-Ing. Mehdi Mahabadi,
Prof. Dipl.-Ing. (FH) Martin Thieme-Hack.
Prof. em. Dipl.-Ing. Alfred Niesel
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
Lehrgebiet Landschaftsbau/Baubetrieb
Hesselkamp 79
49088 Osnabrück
Prof. Dipl.-Ing. Bjørn-Holger Lay
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
Lehrgebiet Baukonstruktion und Bautechnik
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Prof. em. Dr.-Ing. Mehdi Mahabadi
Hochschule Ostwestfalen-Lippe
Lehr- und Forschungsgebiet Technik des Garten- und Landschaftsbaus
Hellerkamp 26
42555 Velbert
Prof. Dipl.-Ing. (FH) Martin Thieme-Hack
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
Lehrgebiet Baubetrieb im Landschaftsbau
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
In der Buchreihe „Fachbibliothek grün“ sind im Verlag Eugen Ulmer folgende Titel erhältlich:
Zeichnen und Darstellen in der Freiraumplanung
Klaus-Dieter Bendfeldt, Jens Bendfeldt (3. Aufl., 2003, ISBN 978-3-8001-4544-7)
Kleines Lexikon zur Betriebswirtschaft im Landschaftsbau
Wolfgang Ziegler (1. Aufl., 2003, ISBN 978-3-8001-45409)
Geschichte der Gartenkunst
Günter Mader (1. Aufl., 2006, ISBN 978-3-8001-4868-4),
Treppen im Freiraum
Mehdi Mahabadi, Alexandra Meyer (1. Aufl., 2006, ISBN 978-3-8001-4876-9)
Grünflächen-Pflegemanagement
Alfred Niesel (Hrsg.) (2. Aufl., 2011, ISBN 978-3-8001-7555-0)
Der Baubetrieb
Rudolf Haderstorfer, Alfred Niesel, Martin Thieme-Hack (7. Aufl., 2011, ISBN 978-3-8001-5483-8)
Regenwasserversickerung/Regenwassernutzung
Mehdi Mahabadi (1. Aufl., 2012, ISBN 978-3-8001-76236)
Kalkulation im Garten- und Landschaftsbau
Wolf-Rainer Kluth (4. Aufl., 2013, ISBN 978-3-8001-7845-2)
Handbuch der Staudenverwendung
Jürgen Bouillon (Hrsg.) (1. Aufl., 2013, ISBN 978-38001-7777-6)
Lehr – Taschenbuch für den Garten-, Landschafts- und Sportplatzbau
Bjørn-Holger Lay, Alfred Niesel, Martin Thieme-Hack (Hrsg.) (7. Aufl., 2013, ISBN 978-3-8001-4949-0)
Betriebswirtschaft im Landschaftsbau
Heiko Meinen (1. Aufl., 2014, ISBN 978-3-8001-7888-9)
Natursteinarbeiten im Garten- und Landschaftsbau
Ingrid Schegk (1. Aufl., 2016, ISBN 978-3-8001-7990-9)
Bauzeichnen im GaLaBau
Bjørn-Holger Lay, Elke Hornoff (1. Aufl., 2016, ISBN 9783-8001-8373-9)
Die Herausgeber des Buches
Prof. Dipl.-Ing. Bjørn-Holger Lay
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Baukonstruktion und Bautechnik
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Prof. em. Dipl.-Ing. Alfred Niesel
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Landschaftsbau/Baubetrieb
Hesselkamp 79
49088 Osnabrück
Prof. Dipl.-Ing. (FH) Martin Thieme-Hack
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Baubetrieb im Landschaftsbau
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Weitere Autoren des Buches
Prof. Dr.-Ing. Olaf Hemker
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Tiefbau
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Dipl.-Ing. (FH) Elke Hornoff
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Konstruktiver Ingenieurbau
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Prof. Dr. agr. Friedrich Rück
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Bodenkunde mit speziellem Bezug zur Landschaftsarchitektur
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Prof. Dipl.-Ing. Cornelie Stoll
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur Lehrgebiet Landschaftsbau
Am Krümpel 31
49090 Osnabrück
Inhaltsverzeichnis
Cover
Titel
Über das Buch
Weitere Informationen
Die Herausgeber des Buches
Weitere Autoren des Buches
Vorwort zur 1. Auflage
Vorwort zur 5. Auflage
1Einführung(A. NIESEL)
1.1Regelwerke der Bau- und Vegetationstechnik
1.2Der Garten K.
1.3Die verschiedenen Gesichter eines Gartens
2Schutz der Vegetation bei Bauarbeiten(A. NIESEL und M. THIEME-HACK)
2.1Normen, Regelwerke, Begriffe
2.2Vorbeugender Schutz
2.3Schutzmaßnahmen bei Veränderung des Geländes, Wegebau und Freistellung
2.4Schutz bei Grabenaushub, Baugruben und Fundamenten
3Erdarbeiten(O. HEMKER)
3.1Bauen mit Erde – Bauen auf Erde
3.2Der Baustoff „Boden“
3.3Die Beanspruchung des Bodens und seine Reaktion
3.4Die Bodenanalyse – Untersuchung der Bodenkenngrößen
3.5Die Bodensynthese – Bewertung der Bodenkenngrößen
3.6Verbesserung der Bodeneigenschaften
3.7Durchführung von Erdarbeiten
3.8Einsatz von Geokunststoffen
3.9Anwendungsbeispiel für den Garten K.
4Bodenarbeiten(A. NIESEL und F. RÜCK)
4.1Einführung
4.2Voruntersuchung von Boden und Standort
4.3Anforderungen an den Boden
4.4Verbesserungsmöglichkeiten
4.5Beispiele für die Bewertung von Böden
4.6Ausführung von Oberbodenarbeiten
4.7Anwendungsbeispiel für den Garten K.
5Mauerwerksbau(E. HORNOFF)
5.1Allgemeines
5.2Mauerwerk aus künstlichen Steinen
5.3Mauerwerk aus natürlichen Steinen
5.4Sichtschutzwände, Schallschutzwände
5.5Stützwände
5.6Ausführung von Mauerköpfen/-kronen
5.7Dossierung, Anlauf
5.8Ausführung von Mauerwerk bei Frost
5.9Gründung
5.10Entwässerung
5.11Ausblühungen
5.12Anwendungsbeispiel für den Garten K.
6Beton und Stahlbeton(E. HORNOFF)
6.1Allgemeines
6.2Begriffe – Abgrenzung und Unterscheidung
6.3Bindemittel
6.4Gesteinskörnung
6.5Zugabewasser
6.6Betonzusätze
6.7Betonklassifizierung
6.8Anforderungen an den Frischbeton
6.9Anforderungen an den Festbeton
6.10Betonherstellung
6.11Betonieren und Nachbehandeln
6.12Produktionskontrolle und Konformitätskriterien
6.13Betonstahl
6.14Schalung
6.15Sichtbeton
6.16Arbeits- und Bewegungsfugen
6.17Anwendungsbeispiel im Garten K.
7Holzbau(E. HORNOFF)
7.1Grundlagen
7.2Holzbezeichnungen, Holzwerkstoffe
7.3Bautechnische Eigenschaften
7.4Holzschutzmaßnahmen
7.5Holzverbindungen
7.6Außenwände und andere flächige Holzkonstruktionen
7.7Konstruktionsbeispiele
7.8Anwendungsbeispiel für den Garten K.
8Metallbauarbeiten(B.-H. LAY)
8.1Grundlagen
8.2Schmiedearbeiten
8.3Metallbauarbeiten
8.4Oberflächenschutz (Beschichtungen)
8.5Beispiele für die Anwendung im Landschaftsbau
9Wegebau und Oberflächenentwässerung(M. THIEME-HACK)
9.1Anforderungen an Verkehrsflächen
9.2Planung und Maße
9.3Deckenhöhenplanung
9.4Baugrund
9.5Oberbau
9.6Deckschichten
9.7Einfassungen
9.8Entwässerungseinrichtungen
9.9Anwendungsbeispiel „Wegebau“ für den Hausgarten K.
10Treppen(E. HORNOFF)
10.1Begriffe
10.2Gestaltungs- und Konstruktionsgrundlagen
10.3Gebräuchliche Stufenarten
10.4Gründungen von Treppen
10.5Seitliche Treppenbegrenzungen
10.6Barrierefreies Bauen nach DIN 18040
10.7Entwässerung
10.8Anwendungsbeispiel für den Garten K.
11Wasseranlagen(B.-H. LAY)
11.1Natürliche Gewässer
11.2Künstliche Gewässer und Wasseranlagen
11.3Wasserzu- und -abfluss, Wasserspiele
11.4Wasseranlagen im Druckwasserbereich
11.5Einrichtungen zur Unterbringung von Wasserpflanzen
11.6Beispiele von Wasseranlagen
11.7Anwendungsbeispiele für den Hausgarten K.
12Zäune, Gitter, Tore(C. STOLL)
12.1Rechtliche Grundlagen
12.2Gestaltungskriterien
12.3Materialien
12.4Konstruktion
12.5Anwendungsbeispiel für den Garten K.
13Dachbegrünungsarbeiten(B.-H. LAY, F. RÜCK und M. THIEME-HACK)
13.1Anforderungen an die Baukonstruktion (B.-H. LAY)
13.2Dachdetails (B.-H. LAY)
13.3Anforderungen an den Schichtenaufbau bei Begrünungen (F. RÜCK)
13.4Formen der Dachbegrünung (M. THIEME-HACK)
13.5Begrünungsverfahren und Pflege (M. THIEME-HACK)
13.6Beispiel für die Anwendung im Hausgarten K. (B.-H. LAY und M. THIEME-HACK)
14Pflanzarbeiten(A. NIESEL und M. THIEME-HACK)
14.1Normen, Regelwerke, Begriffe
14.2Pflanzen
14.3Pflanzentransport
14.4Pflanzarbeit
14.5Fertigstellungspflege
14.6Anwendungsbeispiel für den Garten K.
15Saat- und Rasenarbeiten(A. NIESEL und M. THIEME-HACK)
15.1Rasentypen
15.2Rasengräser
15.3Sortengräser
15.4Kräuter und Leguminosen
15.5Saatgutmischungen
15.6Handelsanforderungen
15.7Fertigrasen
15.8Ansaat
15.9Verlegen von Fertigrasen
15.10Fertigstellungspflege
15.11Anwendungsbeispiel für den Garten K.
16Instandhaltungsleistungen für die Entwicklung und Unterhaltung von Vegetation(A. NIESEL und M. THIEME-HACK)
16.1Normen, Regelwerke, Begriffe
16.2Art und Umfang der Pflegeleistungen – Allgemeines
16.3Instandhaltungsleistungen bei Pflanzflächen
16.4Instandhaltungsleistungen bei Rasen und wiesenähnlichen Flächen
16.5Die Pflege im Garten K.
17Nachhaltiges Bauen(A. NIESEL)
17.1Begriffe
17.2Drei-Säulen-Modell
17.3Nachhaltiges Bauen im Planungsprozess
17.4Nachhaltiges Bauen und Normen
17.5Bewertungen
17.6Nachhaltigkeit beim Bauprozess
17.7Entscheidungsweg
Gewährleistungsvermerk
Impressum
Vorwort
zur 1. Auflage
Bei der Gestaltung und Anlage von privaten und öffentlichen Freiräumen verschiedenster Art nimmt die Pflanze eine besondere Stellung ein. Häufig bestimmt eine einzige Pflanze, ein Baum in einem Innenhof die Atmosphäre dieses Raumes. Gleiches gilt auch für den Eindruck, den der Betrachter von Fußgängerzonen gewinnt. Nicht der Belag dieser Flächen, sondern die Baumpersönlichkeiten, die Solitärpflanzen oder das Ensemble von Gehölzen, Stauden und Sommerblumen bestimmen das Gesicht dieser Stadtlandschaft. Doch das Wachsen der Pflanze ist ohne das Zusammenspiel mit der Technik häufig nicht möglich. In der Praxis geht es also darum, Technik und Pflanze in einem sinnvollen Miteinander zu vereinen. Bevor die Pflanze ihr Wachstum beginnen kann, sind im kleinsten Hausgarten, in der öffentlichen Grünanlage, in Wohnsiedlungen, Kleingartenanlagen oder auf Friedhöfen bauliche und technische Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass die Pflanze wachsen und gedeihen kann.
Im März 1939 veröffentlichte Rudolf Schatz in der Reihe „Gärtnerische Berufspraxis“ im Verlag Paul Parey das Heft „Gartentechnik“. Es war auf 118 Seiten, wie der Autor schrieb, zwar eine gedrängte, aber doch erschöpfende Behandlung aller bei der Ausführung von Gartenanlagen vorkommenden technischen und gärtnerischen Arbeiten. Der Erfolg dieses Heftes ist an fünf Auflagen abzulesen. Die fünfte Auflage dieses Heftes war dann eine völlige Neubearbeitung durch den Herausgeber dieses Werkes, denn unser Kenntnisstand hatte sich ständig und bisweilen sprunghaft verändert. Der Rahmen der Schriftenreihe setzte der notwendigen Information allerdings sehr enge Grenzen. So entstand der Gedanke, die „Gartentechnik“ in einem größeren Werk zu behandeln. Wenn dieses Werk nun unter dem Titel „Bauen mit Grün“ erscheint, dann soll damit deutlich gemacht werden, dass alles Bauliche, das die Gestalt einer Freianlage formt und seine Nutzung in vielfältiger Form häufig erst ermöglicht, letztlich zu einer Harmonie mit der Pflanze gelangt. Das Gebaute, das sich in seiner dienenden Funktion häufig unter der geformten und aufbereiteten Erde verbirgt und in stützender oder auch zunächst gestaltgebender Funktion die Pflanzenstandorte erst schafft, tritt dabei immer mehr zurück. Die Pflanze wird häufig das allein prägende Element.
Der Begriff „Bauen mit Grün“ wurde geprägt von Landschaftsgärtnern, die sich von anderen Bauausführenden dadurch unterscheiden, dass sie sowohl mit toten Baustoffen als auch mit der lebenden Pflanze umgehen. Unternehmen des Landschafts- und Sportplatzbaues betrachten aus der historischen Entwicklung heraus grüngeprägte Freianlagen als geschlossenes landschaftsgärtnerisches Gesamtwerk.
Alle baulichen und pflanzlichen Leistungen unterliegen jedoch technischen Regeln. Die Autoren dieses Werkes haben daher den Versuch unternommen, die bau- und vegetationstechnischen Zusammenhänge und Regeln für die verschiedenen Elemente einer Freianlage systematisch darzustellen und an einem Beispiel zu verdeutlichen. Daraus ergibt sich ein Standardwerk insbesondere für Landschaftsarchitekten und Ausführende des Landschafts- und Sportplatzbaues. Weil auf dem zur Verfügung stehenden Raum nicht alles in der erwünschten Tiefe behandelt werden konnte, werden ergänzende bzw. vertiefende Ausführungen in der Reihe „Pareys Fachbibliothek“ erscheinen.
Dem Verlag Paul Parey danke ich sehr herzlich für seine Geduld, die gute Zusammenarbeit während der Erstellung und die hervorragende Ausstattung des Werkes.
Meine Mitautoren haben sehr viel Mühe und Zeit geopfert in einer Phase, in der die Hochschulen eine Überlast in Forschung, Entwicklung und Lehre zu tragen haben. Sie haben meinen besonderen Dank verdient.
Das Werk möge allen, die sich dem Arbeiten mit Grün verbunden fühlen oder beruflich damit befasst sind, hilfreich sein. Angesprochen sind alle interessierten Gartenliebhaber, Auszubildende, Studenten, Architekten, Landschaftsarchitekten und Landschaftsgärtner.
Osnabrück, im Januar 1989
Alfred Niesel
Vorwort
zur 5. Auflage
Die Veröffentlichung eines Fachbuches ist für den Herausgeber, für die Autoren und den Verlag immer ein Wagnis. Die fünfte Auflage, die jetzt erscheint, ist eine Bestätigung dafür, dass sich dieses Wagnis gelohnt hat. Die Erstauflage erschien bei dem renommierten Parey-Verlag, nach einem zwischenzeitlichen ersten Verlagswechsel betreut nunmehr der Ulmer-Verlag dieses Buch in zweiter Folge mit sehr viel Engagement.
Auch die fünfte Auflage dieses Standardwerkes ist als Lehrbuch konzipiert, in dem der Umgang mit Vegetation und Baustoffen grundsätzlich und, soweit vorhanden, in Verbindung mit bestehenden Normen dargestellt wird. Neue Erkenntnisse und der Übergang von nationalen zu europäischen Normen bestimmen heute die fachliche Praxis. Diese ist in einem ständigen Fluss. Das Buch kann deshalb nur den jeweiligen Stand der Technik zum Zeitpunkt der Manuskriptabgabe darstellen. Soweit möglich, weisen die Autoren auf Entwicklungen hin, die zu erwarten sind.
Die Autoren haben mit hoher Fachkunde und unermüdlichem Einsatz diese fünfte Ausgabe ermöglicht. Dafür sagen wir herzlichen Dank. Dank gilt auch dem Verlag Eugen Ulmer und insbesondere den Lektorinnen, die die Autoren und Herausgeber in einer sehr offenen und herzlichen Weise betreut haben.
Osnabrück, im Frühjahr 2016
Die Herausgeber
Alfred Niesel
1Einführung
1.1Regelwerke der Bau- und Vegetationstechnik
1.2Der Garten K.
1.2.1Das Programm
1.2.2Das Grundstück und der Plan des Hauses
1.2.3Der Entwurf des Gartens
1.3Die verschiedenen Gesichter eines Gartens
1.3.1Zufahrt
1.3.2Wege- und Platzflächen
1.3.3Sichtblende zwischen Zufahrt und Sitzplatz am Wohnzimmer und unter der Pergola
1.3.4Stützmauer am Sitzplatz
1.3.5Wasserbecken
1.3.6Pergola
1.3.7Treppen und Beeteinfassungen
1.3.8Boden, Rasen und Pflanzung
1.3.9Einfriedung
Das Anlegen und Pflegen von Gärten ist so alt wie unsere Kulturgeschichte. Gärten waren schon immer Zeichen und Ausdruck einer Kultur und Spiegel der Gesellschaft. Die Kunst, Gärten zu gestalten und anzulegen – die „Gartenkunst“ –, war auch immer Teil der jeweiligen Stilrichtung. Entsprechend unterschiedlich waren die Formen und Stilmittel. Objekte der Gartenkunst waren der kleine Garten als Gartenhof oder Atrium und der Landschaftspark, der die Landschaft zu einem Kunstwerk machte.
Das Aufgabengebiet, das sich heute der Garten- und Landschaftsgestaltung – von der Planung (Gestaltung) bis zur Ausführung – darbietet, umfasst alle Freiräume außerhalb der Wohnung und Arbeitsstätte bis in die freie Landschaft hinein. Es sind insbesondere:
–innerstädtische Freianlagen in Form von Bürgerparks, Freizeitparks, Fußgängerzonen, Kinderspielbereichen, Kleingärten, Friedhöfen, Grünzügen, Straßengrün, Außenanlagen an Schulen, Kindergärten und Krankenhäusern.
–Freiflächen in Wohnsiedlungen in Form von Hausgärten, Grünflächen und Freizeitanlagen an Reihenhäusern, Wohnblocks und Hochhäusern sowie Dachgärten in diesem Bereich.
–Sport- und Freizeitanlagen in verschiedensten Formen.
–Gestaltung und Erhaltung der Landschaft, oft in Verbindung mit Maßnahmen des Straßenbaues, des Wasserbaues, der Land- und Forstwirtschaft, des Bergbaues, der Industrie, des Gewerbes aber auch für Freizeit und Erholung.
Unsere Mitbürger sind sich ihrer Umwelt, der ihr drohenden Gefahren, aber auch der in ihr ruhenden Möglichkeiten zur Hebung der Lebensqualität sehr bewusst geworden.
Ein grünes Bauwerk ist das Produkt verschiedenster Aktivitäten auf unterschiedlichsten Ebenen der Planung, Gestaltung und Ausführung. Im Vorfeld geht es darum, zunächst einmal das Bedürfnis und das Programm für einen grünen Freiraum, für eine Eingrünung oder einen gestaltenden Eingriff in die Landschaft festzustellen und zu definieren. Dieser Prozess, der sich je nach Bedeutung des Objektes oft über Jahre hinweg erstreckt, bei dem betroffene Bürger beteiligt werden und neben der Erkundung und Sicherung aller rechtlichen Belange insbesondere auch für die Finanzierung der Baumaßnahme selbst und der Folgekosten gesorgt werden muss, ist nicht Gegenstand dieses Buches. Wir wollen an der Stelle des Gesamtablaufes beginnen, an der die Aufgabe der Realisierung einer Bauaufgabe mit Grün gestellt ist. Die Realisierungsphase nimmt ihren Anfang mit dem Entwurf und endet mit der Übergabe des fertigen Bauwerkes an den Bauherrn.
Jeder Freiraum soll später im Rahmen der Aufgabenstellung eine bestimmte Funktion erfüllen. So soll zum Beispiel ein Hausgarten einen Sitzbereich aufweisen, er soll durch Wege erschlossen sein, vom Nachbarn oder von der vorbeiführenden Straße nicht eingesehen werden und natürlich in Erweiterung des Wohnhauses einen grünen Raum bilden, in dem sowohl schöne Blumen zu betrachten als auch Rasenflächen vorhanden sind, die bespielt werden können. Oder ein Freiraum im Rahmen des Stadtgrüns soll eine Vielzahl schattiger, sich gegenseitig nicht störender Sitzbereiche aufweisen, ein anderer städtischer Freiraum wiederum soll auf dem Wege in die freie Landschaft Spiel- und Liegewiesen, Fuß- und Radwege, Anlagen zum Freizeitsport und leicht bzw. nur selten zu pflegende Strauch- und Baumpflanzungen aufweisen. So vielfältig wie die Aufgabenstellung ist, so vielfältig sind auch die Gestaltungsmittel, derer sich der Landschaftsarchitekt bei seinem Entwurf bedient. Wichtigstes Gestaltungsmittel sind dabei immer die Pflanzen. Doch sie sind in der Regel nur die Krönung eines Bauwerkes, zu dessen Erstellung vorher oft viele technische Aufgaben zu lösen sind, die sowohl der formalen Gestaltung dienen als auch aus technischen Gründen notwendig sind. Da sind Wege, Plätze, Spiel- und Sportplätze zu planen und zu bauen, Höhenunterschiede durch Böschungen oder Mauern zu überbrücken, Treppen oder Rampen vorzusehen, Wasserflächen oder Springbrunnen anzulegen, Gartenräume auch mithilfe von Mauern oder Sichtschutzzäunen zu bilden, für das Ableiten von überschüssigem Wasser ist zu sorgen, das Gelände ist nach gestalterischen oder technischen Notwendigkeiten zu formen, der Boden so herzurichten, dass Pflanzen gut darin wachsen können und vieles andere mehr. Der Garten- und Landschaftsarchitekt sowie der Unternehmer des Landschafts- und Sportplatzbaues, der diese Objekte als Gesamtwerk ausführt, müssen dabei den Umgang mit diesen Baustoffen und Bautechniken beherrschen. Jeder Baustoff bietet ja ein anderes Bild und die gleiche Situation lässt in der Regel verschiedene Lösungsmöglichkeiten zu. Es ist die Aufgabe des Planers, aus der Fülle der gestalterischen und technischen Möglichkeiten die Lösung herauszuarbeiten, die unter Abwägung aller gestalterischen, technischen und finanziellen Einflussfaktoren die geeignete ist. Das gilt für Objekte jeder Größe, also für Hausgärten, Kleingärten oder Wohnstraßen ebenso wie für Freizeit- und Sportanlagen.
1.1Regelwerke der Bau- und Vegetationstechnik
Bei aller Freizügigkeit in der Gestaltung sind Planer und Ausführende gebunden an die technischen und physikalischen Eigenschaften der Baustoffe, die sie verwenden. Wenn vom Baustoff Holz bekannt ist, dass er in Abhängigkeit von seinem Feuchtegehalt „arbeitet“, also quillt oder schrumpft, und nur eine begrenzte Lebensdauer hat, dann muss das in alle Überlegungen bei der Gestaltung, technischen Detaillierung und Ausführung einbezogen werden. Ebenso typische Eigenschaften und Grenzen der Einsetzbarkeit haben auch alle anderen Baustoffe, die in diesem Buch vorgestellt werden. Regeln über die Eignung und Verwendung der Baustoffe und deren fachgerechte Verarbeitung liefern insbesondere die DIN-Normen, die der „Normenausschuss Bauwesen (NABau)“ des Deutschen Institutes für Normung e.V. (DIN) für das Bauwesen aufstellt und laufend der neuesten Entwicklung anpasst. Unter 18 000 überhaupt bestehenden Normen betreffen etwa 1000 das Bauwesen. Aufgabe der Normen ist es, Baustoffe und Bauweisen zu vereinheitlichen und einheitliche Festlegungen, z. B. für Zusammensetzung, Eigenschaften, Maßtoleranzen, Prüfverfahren, zu treffen. In den Kapiteln dieses Buches wird immer wieder auf die einschlägigen Normen verwiesen werden.
Im Gesamtwerk des Landschafts- und Sportplatzbaues unterscheidet man zwischen bautechnischen und vegetationstechnischen Leistungen. Unter Bautechnik versteht man alle Bauleistungen in Verbindung mit toten Baustoffen, deren Endprodukt ein unveränderliches Bauwerk mit vorher genau festgelegten Dimensionen und/oder Eigenschaften ist (Abb. 1.1-1).
Unter Vegetationstechnik versteht man Bauleistungen, die mit der Pflanze als Lebewesen direkt oder indirekt zu tun haben, also z. B. die Bodenarbeiten, welche die Voraussetzungen zu optimalem Wachstum schaffen, die Rasen- und Pflanzarbeiten selbst, die Leistungen der Fertigstellungspflege und die Unterhaltungspflegeleistungen.
Abbildung 1.1-2 führt wichtige Normen und Regelwerke auf, die das Gesamtwerk des Landschafts- und Sportplatzbaues direkt betreffen. Bei diesen Normen unterscheiden wir:
Abb. 1.1-1 Vegetations- und Bautechnik.
Allgemeine Technische Vertragsbedingungen (ATV) sind DIN-Normen, die in der Verdingungsordnung für Bauleistungen (VOB) im Teil C zusammengefasst sind. Sie regeln einmal den vertragsrechtlichen Rahmen einer Bauleistung, z. B. was eine Nebenleistung ist und wie eine Leistung abzurechnen ist (siehe dazu HADERSTORFER/NIESEL/THIEME-HACK, „Der Baubetrieb – Landschaftsarchitektur und Landschaftsbau“, 7. Auflage). Zum anderen enthalten sie Festlegungen über die Beschaffenheit von Baustoffen, die bei der Ausführung verwendet werden sollen, und Regeln für die Ausführung der Leistung selbst. Weil diese Regeln und Festlegungen sehr umfangreich sein können und damit den Umfang der VOB sprengen würden und zudem bisweilen infolge neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse relativ schnell veralten, werden sie heute in der Regel aus verfahrenstechnischen Gründen der Normung in Fachnormen niedergelegt, die schneller der neuesten Entwicklung angepasst werden können. Eine noch schnellere Anpassung an technische Entwicklungen ist durch andere Regelwerke möglich, die ebenfalls in die DIN-Normen durch entsprechende Bezüge eingebaut sind. Für den Landschaftsbau sind das insbesondere die Regelwerke der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V. (FLL), Bonn. Auch auf diese Regelwerke wird in Abbildung 1.1-2 hingewiesen. In der ATV wird dann nur noch bestimmt, dass für die Stoffe und Leistungen eine oder mehrere Fachnormen gelten. So ist das auch bei der ATV DIN 18320 „Landschaftsbauarbeiten“ geregelt. Da unsere Erkenntnisse laufend zunehmen, ändern sich natürlich auch diese Normen. Von einem Fachmann erwartet man, dass er mit allen einschlägigen Normen und den neuesten Erkenntnissen auf seinen Tätigkeitsgebieten vertraut ist. Für den grünen Fachmann sind das sehr viele Normen, wie der Leser in den nachfolgenden Kapiteln feststellen kann.
Abb. 1.1-2 Regelwerke des Garten-, Landschafts- und Sportplatzbaus.
Die in diesen Kapiteln aufgeführten technischen Grundsätze, die sich aus den Materialeigenschaften ableiten, gelten für Objekte jeder Art. Holz verhält sich im Hausgarten nicht anders als in einer Sportanlage, Pflanzen sind im Kleingarten nicht anders zu behandeln als im Freizeit- und Sportpark. Gleiches gilt für den Boden, für Steine, Metalle oder die Grundsätze des Wegebaues. Auf der Planungsstufe werden an den Planer bei größeren Objekten, z. B. Bezirkssportanlagen, Freizeitparks, Gartenschauen, Freianlagen an Hochschulen u. Ä. weitergehende und höhere Anforderungen auf den Feldern der Erschließung, Ausstattung, Ver- und Entsorgung gestellt, als sie in diesem Buche dargestellt werden. Sportbauten verlangen eine spezielle Beschäftigung mit den Bauweisen zur Herstellung von Rasen-, Tennen-, Kunststoff- und Kunstrasenfeldern sowie deren Ausstattung, Ver- und Entsorgung. Wir haben uns für dieses Buch einen engeren Rahmen gesetzt und verweisen daher auf die entsprechende Fachliteratur für Sport- und Freizeitanlagen u. Ä.
Die Entwurfsideen des Planers und Gestalters werden nach den in diesem Buch behandelten Regeln im Rahmen der Ausführungsplanung detailliert. Detaillieren bedeutet, dass in Ausführungszeichnungen genau festgelegt wird, wie das jeweilige Bauwerk oder die Pflanzung ausgeführt werden soll. Die Detailplanung ist dann die Grundlage für die Aufstellung eines Leistungsverzeichnisses, in dem positionsweise die Einzelleistungen beschrieben werden, die dem ausführenden Unternehmer übertragen werden sollen. Dieser ermittelt im Rahmen einer Ausschreibung den Preis, für den er diese Leistung erbringen kann (siehe dazu HADERSTORFER/NIESEL/THIEME-HACK, „Der Baubetrieb – Landschaftsarchitektur und Landschaftsbau“, 7. Auflage). So wird vom Planer und Unternehmer in gleicher Weise erwartet, dass sie die verlangte Leistung mit der vereinbarten Beschaffenheit erbringen und die anerkannten Regeln der Technik befolgen.
Anhand eines konkreten Beispiels wollen wir in diesem Buch darstellen, wie sehr Gestaltung und Technik zusammengehören und über welches Rüstzeug Planer und Ausführende verfügen müssen, um ein solches Bauvorhaben zu realisieren. Wir haben als Beispiel einen Hausgarten gewählt, weil er überschaubar ist und auf kleinem Raum die verschiedensten Baustoffe angewendet werden können. Die Grundsätze der Anwendung von Baustoffen und der Weg der Entscheidungsfindung sind bei kleinen und großen Objekten gleich. Auf die Notwendigkeit einer erweiterten und vertieften Beschäftigung mit weiteren Baustoffen und Bauverfahren wurde bereits hingewiesen.
1.2Der Garten K.
1.2.1Das Programm
K. ist Diplomingenieur und als Hochschullehrer tätig. Er ist verheiratet und hat fünf Kinder. Das Grundstück hat er sich selbst gesucht, das Haus selbst entworfen. Jetzt setzt er sich mit einem Landschaftsarchitekten in Verbindung, denn um das Haus soll ein schöner Garten entstehen. Der Bauherr und der Landschaftsarchitekt setzen sich nun zusammen und formulieren das Programm. In diesem Fall war es der Wunsch des Bauherrn, einen Bereich für die Kinder zu haben, der in der Nähe der Küche liegt, und einen zweiten intimeren Bereich für die Erwachsenen in Verbindung mit dem Wohnzimmer. Die Hausfrau wünscht sich einen Kräutergarten und einige Obstbäume. Außerdem soll der Garten nicht allzu viel Arbeit machen. Aber auch die vage Vorstellung eines Wasserpflanzenbeckens mit Fischen und eines schattigen Platzes unter einer Pergola werden laut. Neben der Zufahrt zur Garage muss noch ein Einstellplatz für einen zweiten Wagen vorgesehen werden. In Verbindung mit dem Bastelraum hinter der Garage wird ein Platz im Freien erwartet, damit dort die Reparaturen an Fahrrädern etc. ausgeführt werden können.
1.2.2Das Grundstück und der Plan des Hauses
Das Grundstück liegt am Ende einer kurzen Stichstraße mit einem Wendehammer (siehe Lageplan). Durch die Stadtplanung ist eine Straßenhöhe und gleichzeitig Sockelhöhe vorgesehen, die etwa 1,50 m über der ursprünglichen Geländehöhe liegen. Der Grundriss des Hauses ist in den Gartenplänen (Abb. 1.2-1 und 1.2-3) enthalten.
Abb. 1.2-1 Grundriss und Entwurfsplan.
Abb. 1.2-2 Entwurfsvariante.
Der Bauherr hat dabei seine Vorstellung von zwei unterschiedlichen Ebenen zwischen dem belebteren Küchen- und Esszimmerbereich und dem Ruhebereich des Wohnzimmers verwirklicht. Der Ausgang aus dem Esszimmer liegt deshalb drei Stufen höher als der Hauszugang und der Ausgang aus dem Esszimmer. Als Baumaterial wurden weiße Kalksandsteine für die Mauern und Schieferplatten für das Dach verwendet (Abb 1.2-1).
1.2.3Der Entwurf des Gartens
Die Lage des Grundstückes und die Lage des Hauses im Grundstück und das gemeinsam mit dem Bauherrn aufgestellte Programm sind die Vorgaben, aus denen sich auf dem Zeichenpapier der Entwurf des Landschaftsarchitekten entwickelt. Die ersten Entwurfsskizzen, die mit dem Bauherrn besprochen werden, nennt man Vorentwurf. Aus ihm entwickelt sich dann unter Abstimmung mit dem Bauherrn, Nachbarn und Baubehörden der Entwurf. Die Pläne (Abb. 1.2-1 bis 1.2-3) zeigen eine solche Entwicklung.
In der formalen Lösung dieser Aufgabe kann es sehr verschiedene Alternativen geben, denn jeder Landschaftsarchitekt hat seine eigene Handschrift. Ob aber nun eckig oder rund geplant wird, wichtig ist vor allem, dass die Funktionen stimmen, dass also Zugang und Zufahrt zum Hause richtig angeordnet sind und eine leichte Orientierung erlauben, dass der oder die Sitzplätze an der richtigen Stelle liegen und der Garten sinnvoll erschlossen ist. Neben den schon erwähnten Vorgaben für den Entwurf ist dann häufig auch noch das Geld ein begrenzender Faktor, der die Materialauswahl und damit auch die Form des Gartens, aber auch seine Inhalte mitbestimmt. Natursteinmaterialien sind teurer als Kunststeinmaterialien wie Betonplatten und Materialien im Kleinformat sind teurer als solche im Großformat, z. B. Betonrechteckplatten. Großformate lassen sich auch schneller und damit billiger verlegen.
Aus all diesen Vorgaben entstand nun dieser Entwurf, mit dem sich der Bauherr einverstanden erklärte (Abb. 1.2-3).
Abb. 1.2-3 Grundriss und Entwurfsvariante.
Die schmale Zufahrt verbreitert sich hinter einem zur Straße hin abschirmenden Beet, damit dort wunschgemäß ein zweiter Wagen parken kann. Sichtblenden schirmen den erhöhten Sitzplatz vor dem Wohnzimmer von der Einfahrt ab und begrenzen einen kleinen Gartenhof, der zu diesem Sitzplatz und zu dem Wohnzimmer gehört. Die rechte Garagenwand und die zweite, etwas versetzte Sichtblende bilden dann die rechte und linke Begrenzung für den Zugang zum Eingangshof, der durch einen Zaun und eine Toranlage gegenüber Zufahrt und Straße abgeschlossen wird. Mit dem Eingangshof beginnt also schon der Wohnbereich der Familie, denn dieser Hof ist gleichzeitig der Bastelplatz für die Kinder. An den Eingangshof schließt sich dann hinter dem Haus ein lang gezogener Beeren-, Kräuter- und Gemüsegarten an, der durch die bepflanzte Böschung zum dahinterliegenden Grundstück begrenzt wird. Die größte Fläche gehört dem Wohngarten an der NO-Seite des Hauses. Direkt am Ausgang aus dem Esszimmer liegt ein erster Sitzplatz. Ein zweiter Sitzplatz ist dann unter einer Pergola in einer Mauerecke angeordnet. Wasserpflanzenbecken und ein Staudenbeet bereichern diesen Gartenteil. Die übrige Fläche wird von einem großen Spielrasen geprägt, der von einem Kranz aus Blütengehölzen und kleinkronigen Bäumen eingefasst ist.
Pergola und Wohngarten sind dann wiederum durch einen Weg verbunden, der durch Stauden und niedrige Gehölze begleitet wird.
1.3Die verschiedenen Gesichter eines Gartens
Der Gartenplan, über den bisher gesprochen wurde, ist ein zweidimensionales Gebilde, d. h., man kann die Gestaltung des Gartens nach Länge und Breite ablesen. Um auch die Höhe, die dritte Dimension, aus dem Plan ablesen und sich vorstellen zu können, muss man schon eine gute Vorstellungskraft besitzen. Weil aber nur wenige Menschen sich eine dreidimensionale Vorstellung machen können, hilft man mit Perspektivzeichnungen nach. Jetzt zeigen sich auch dem Laien die Räume, die sich der Landschaftsarchitekt vorgestellt hatte. Mit den Räumen werden aber außerdem bereits die Strukturen sichtbar, welche die einzelnen Teile des Gartens besitzen werden (Abb. 1.3-1 bis 1.3-7).
Wenn wir uns diesen Garten ansehen, dann stellen wir fest, dass er die verschiedensten Elemente besitzt, die der Erschließung, der Raumbildung, der Höhenüberwindung, der Herstellung einer Wasserfläche, der Schaffung verschiedener Pflanzenstandorte und auch der Dekoration dienen. Ein Blick in andere Gärten zeigt uns, dass in diesen die unterschiedlichsten Materialien benutzt wurden, um die gleiche Aufgabe zu lösen. Auch für unseren Garten kann es die verschiedensten Materialien und Bauweisen geben, um die gestellte Aufgabe zu erfüllen. Eine erste Aufzählung zeigt die Fülle der Möglichkeiten.
1.3.1Zufahrt
Hier kann zum Beispiel gewählt werden zwischen
–Natursteinpflaster als Mosaik-, Klein-, Mittel- oder Großpflaster in verschiedensten Natursteinmaterialien,
–Natursteinplatten rechteckig oder polygonal in verschiedenen Natursteinmaterialien,
–Betonsteinpflaster in verschiedenen Größen, Formen, Farben und Oberflächenstrukturen, mit und ohne Verbund, mit und ohne Fase,
–Betonplatten in verschiedenen Größen, Farben, Oberflächenstrukturen mit und ohne Fase,
–Klinkerpflaster in verschiedenen Größen, vom Mosaik- bis zum Verbundpflaster, in verschiedenen Farben, mit oder ohne Fase, flach oder hochkant verlegt in verschiedensten Mustern,
–Holzpflaster rund oder eckig,
–Bitumenbeläge mit unterschiedlicher Herstellungsweise und Oberflächenstrukturen,
–Betonbefestigungen als größere geschlossene Flächen mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen.
In Verbindung mit dem Belag sind dann noch die Randbegrenzungen zu bedenken, die jeweils von der gewählten Art der Befestigung abhängen, aber auch Aufgaben der Wasserführung im Zusammenhang mit der Entwässerung der Verkehrsflächen erfüllen.
Abb. 1.3-1 Perspektive zu Abb. 1.2-1.
Abb. 1.3-2 Perspektive zu Abb. 1.2-2.
Abb. 1.3-3 Eingangsbereich mit waagerechter Verlattung.
Abb. 1.3-4 Eingangsbereich mit senkrechter Verlattung.
Abb. 1.3-5 Perspektive vorderer Sitzplatz und Weg zum hinteren Gartenteil.
1.3.2Wege- und Platzflächen
Bis auf die Bitumenbeläge und Betonbefestigungen können alle Beläge gewählt werden, die schon für die Zufahrt aufgeführt wurden.
1.3.3Sichtblende zwischen Zufahrt und Sitzplatz am Wohnzimmer und unter der Pergola
Auch hier gibt es die verschiedensten Entscheidungsmöglichkeiten:
–geschlossene oder durchbrochene Mauern aus Naturstein, Klinker oder Kalksandsteinen,
–glatte oder strukturierte Betonmauern,
–Sichtblenden aus Betonfertigteilen in verschiedensten Formen und Oberflächenstrukturen,
–Sichtblenden aus Holz, z. B. in Form von Palisaden, Lamellen- oder Flechtzäunen, senkrecht oder waagerecht gegliedert, fein- oder grobstrukturiert,
–Sichtblenden aus anderen Materialien, z. B. Asbestzement- oder Kunststoffplatten oder -profilen.
1.3.4Stützmauer am Sitzplatz
Bei diesem Gartenelement kann man denken an eine
–mehr oder weniger stark strukturierte Betonmauer,
–Ziegelmauer,
–Natursteinmauer,
–Palisaden- oder Bahnschwellenmauer.
1.3.5Wasserbecken
Für den Bau von Wasserbecken gibt es verschiedene Bauweisen, die wiederum von der Form und von der Gestaltung abhängen, also z. B. davon, ob niveaugleich oder aus dem Boden gehoben gebaut werden muss. Man kann denken an
–Becken aus Stahlbeton,
–Fertigbecken aus glasfaserverstärktem Kunststoff,
–Wasserbecken mit Foliendichtung.
1.3.6Pergola
Unterschiedlichste Materialien lassen hier viele gestalterische und technische Möglichkeiten zu, so z. B.
–Pfosten aus Holz, Stahl, Natur- oder Kunststein,
–Pfetten oder Rahmen aus Holz oder Stahl in verschiedensten Profilen,
–Auflagehölzer aus Holz oder Kunstmaterialien.
Abb. 1.3-6 Perspektive hinterer Gartenteil.
1.3.7Treppen und Beeteinfassungen
Der Höhenunterschied zwischen der Terrasse vor dem Wohnzimmer und dem Gartenhof soll im Beispiel durch eine Treppe überwunden werden. Außerdem sollen die Blumenbeete etwas höher als der Plattenbelag liegen. Als Lösungsalternativen bieten sich an:
–Stellstufen aus Naturstein- oder Betonplatten,
–Legstufen aus Naturstein oder Beton,
–Palisadenstufen aus Holz oder Beton,
–Blockstufen aus Beton, Naturstein oder Holz.
1.3.8Boden, Rasen und Pflanzung
Für den Rasen kann sich der Bauherr entscheiden zu einem
–Zierrasen,
–Gebrauchsrasen,
–Spielrasen.
Für die Pflanzung gibt es natürlich auch die unterschiedlichsten Alternativen; man kann eine sehr einfache naturnahe Stauden- und Strauchpflanzung wählen oder aber den Garten mit vielen schönen anspruchsvollen Pflanzen füllen. Auf die Art des Rasens und der Pflanzung muss bei der Aufbereitung des Bodens reagiert werden, d. h., es muss jeweils der für die Pflanzen geeignete Standort geschaffen werden.
1.3.9Einfriedung
In Deutschland sind wir es gewohnt, unseren Garten einzufrieden. Auch hier gibt es eine breite Palette von Möglichkeiten, u. a.
–Holzzäune mit verschiedenen Profilen und Anordnungen, z. B. Senkrechtlattenzäune oder Kreuzspriegelzäune mit Stahl-, Holz- oder Betonpfosten,
–Drahtzäune verschiedener Maschenarten mit Holz-, Stahl- oder Betonpfosten,
–Stahlprofilzäune als Systeme.
Abb. 1.3-7 Perspektive zu Abb. 1.2-3.
Alle hier erwähnten Materialien sollen dem Bauherrn viele Jahre Freude bereiten, d. h. gut aussehen, ihre Funktion ohne Beeinträchtigung erfüllen und lange haltbar sein. Nun wissen wir aus unserer Lebenserfahrung, dass alles Gebaute und jeder Stoff zunehmend verwittert, rostet oder zerfällt. Diesen Zerfallsprozess kann man durch entsprechende Schutzmaßnahmen wesentlich verzögern. Das kann sowohl auf konstruktivem Wege geschehen, indem man durch die Art der Konstruktion möglichst wenige Angriffspunkte für schädigende Einflüsse und damit Zerfall bietet, als auch auf chemischem Wege, indem man beispielsweise eine Haut über das bedrohte Material zieht und so Schädlinge oder schädigende Einflüsse fernhält oder diesen durch abtötende Stoffe keine Lebensmöglichkeiten gibt.
Für Rasen und Pflanzung gilt, dass sie möglichst gesund heranwachsen und bald das Bild ergeben sollen, das sich Planer und Bauherr vorgestellt haben. Da wir es hier mit Lebewesen zu tun haben, müssen die verschiedensten Kulturmaßnahmen wie Düngung, Wässerung oder Bodenlockerung das Leben der Pflanzen erhalten und fördern.
Bildnachweis
Keller, H., Osnabrück: Abb. 1.2-1*), 1.2-2*), 1.2-3, 1.3-1 bis 1.3-7
Niesel, A., Osnabrück: Abb. 1.1-1, 1.1-2
*) Diese Abbildungen wurden für die 4. Auflage dieses Werkes von Herrn Siegfried Lokau, Bochum-Wattenscheid, nach Angaben des Verlages ergänzt.
Alfred Niesel und Martin Thieme-Hack
2Schutz der Vegetation bei Bauarbeiten
2.1Normen, Regelwerke, Begriffe
2.1.1DIN 18920 Vegetationstechnik im Landschaftsbau – Schutz von Bäumen, Pflanzenbeständen und Vegetationsflächen bei Baumaßnahmen
2.1.2Richtlinien für die Anlage von Straßen, Teil: Landschaftspflege (RAS-LP), Abschnitt 4: Schutz von Bäumen, Vegetationsbeständen und Tieren bei Baumaßnahmen
2.2Vorbeugender Schutz
2.2.1Schutzzäune
2.2.2Stamm- und Astschutz
2.2.3Schutz des Wurzelbereiches von Bäumen bei befristeter Belastung
2.2.4Schutz vor Verunreinigungen durch umweltgefährdende Stoffe, Feuer und Vernässung
2.3Schutzmaßnahmen bei Veränderung des Geländes, Wegebau und Freistellung
2.3.1Schutz des Wurzelbereiches bei Auftrag
2.3.2Schutz des Wurzelbereiches gegen Abtrag
2.3.3Wegebeläge im Wurzelbereich
2.3.4Schutz von Bäumen bei Freistellung
2.4Schutz bei Grabenaushub, Baugruben und Fundamenten
2.4.1Unterirdische (grabenlose) Leitungsbauverfahren
2.4.2Grabenaushub
2.4.3Wurzelvorhang
2.4.4Maßnahmen bei Grundwasserabsenkungen
2.4.5Schutz des Wurzelbereiches von Bäumen bei Gründungen für freistehende Bauteile
Auf vielen Bauflächen, die neu gestaltet oder umgestaltet werden sollen, steht Vegetation, die wegen ihrer Bedeutung für Natur und Landschaft, ihrer Wirkung als Gestaltungselement, ihrer Größe, ihres Habitus oder aus anderen Gründen, z. B. Beeinflussung des Kleinklimas, Kühlung durch Schattenwurf, Windschutz, Erosionsschutz oder auch wegen des materiellen Wertes (Sachwert), erhalten bleiben soll. Durch Ersatzmaßnahmen, z. B. Neuanpflanzungen, sind diese Funktionen im Regelfall nicht oder erst nach vielen Jahren zu erreichen. In der Praxis ist das Verlangen nach Schutz leichter gesagt als getan, denn häufig stehen funktionale oder wirtschaftliche Interessen der Baubeteiligten dagegen.
Soll nach Abwägung aller Vor- und Nachteile oder aufgrund gesetzlicher oder sonstiger Vorgaben, z. B. Baumschutzsatzungen, die Vegetation erhalten bleiben, droht dennoch eine Reihe von Gefahren:
–durch unüberlegte Planungen, z. B. durch Erdaufschüttungen, Bodenabtrag, Aufgrabungen für Leitungen, Erstellung von Bauwerken im Wurzelbereich oder
–durch Sorglosigkeit während der Bauzeit, z. B. durch Überfahren,
–Lagern von Stoffen, Bauteilen, Maschinen und Geräten,
–Feuer oder Ausschütten von bodenschädigenden Stoffen wie Fetten, Säuren, Ölen, Farben im Kronen- oder Wurzelbereich.
2.1Normen, Regelwerke, Begriffe
Regeln für den Schutz von Vegetation sind zu finden in der DIN 18920 „Vegetationstechnik im Landschaftsbau“ und in den „Richtlinien für die Anlage von Straßen (RAS)“, Teil: Landschaftspflege (RAS-LP), Abschnitt 4: Schutz von Bäumen, Vegetationsbeständen und Tieren bei Baumaßnahmen.
2.1.1DIN 18920 Vegetationstechnik im Landschaftsbau – Schutz von Bäumen, Pflanzenbeständen und Vegetationsflächen bei Baumaßnahmen
Diese Fachnorm mit Ausgabedatum Juli 2014 gilt für die Planung und Durchführung von Baumaßnahmen im Siedlungsbereich und in der freien Landschaft. Sie dient dem Schutz von zu erhaltenden Einzelbäumen und Pflanzenbeständen (Vegetationsflächen), z. B. aus Bäumen, Sträuchern, Gräsern, Kräutern, da der ökologische, klimatische, ästhetische, schützende oder sonstige Wert bestehender Pflanzen/Pflanzungen durch Ersatz im Regelfall nicht oder erst nach Jahren erreicht wird. Diese Norm ist für alle am Bau Beteiligten verbindlich. Sie bildet die „Allgemein anerkannten Regeln der Technik“ ab und ist durch die Normenkaskade bei VOB Bauverträgen auch zwingend von allen Baubeteiligten zu befolgen (siehe Kap. 1.1).
2.1.2Richtlinien für die Anlage von Straßen, Teil: Landschaftspflege (RAS-LP), Abschnitt 4: Schutz von Bäumen, Vegetationsbeständen und Tieren bei Baumaßnahmen
Diese Richtlinie wird von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen herausgegeben. Ausgabejahr ist 1999. Durch die Verankerung in der DIN 18920 ist dieses Regelwerk für alle am Bau Beteiligten bindend, soweit VOB vereinbart ist.
2.2Vorbeugender Schutz
Durch umweltgerechte Vorsorgeplanung und Schutzmaßnahmen sind während des Baubetriebes Schädigungen oder Beeinträchtigungen an Bäumen, Vegetation oder Tieren zu vermeiden. Schädigungen oder Beeinträchtigungen entstehen zum Beispiel durch:
–Bodenverdichtungen beim Aufstellen und beim Einsatz von Baugeräten und Fahrzeugen,
–Bodenverdichtungen beim Einsatz von Verdichtungsgeräten, Rammen, Erdvorschubgeräten u. a.,
–Bodenverdichtungen durch ständiges Betreten,
–Verunreinigungen bei Lagerungen und durch Baumaßnahmen,
–Feuer im Kronenbereich von Bäumen.
2.2.1Schutzzäune
Der beste Schutz für Bäume und Vegetationsbestände besteht darin, dass gewollte oder ungewollte Eingriffe in den Wurzelbereich und Beschädigungen der oberirdischen Teile nachhaltig verhindert werden. Der Wurzelbereich ist die Bodenfläche unter der Krone (Kronentraufe) zuzüglich 1,50 m, bei säulenförmigen Bäumen zuzüglich 5,00 m. Üblich ist eine weiträumige Einzäunung der Vegetation mit einem Schutzzaun, der mit mindestens 2,00 m Höhe schwierig zu übersteigen ist. Das können Maschendrahtzäune, Holzzäune oder andere ortsfeste Zäune sein. Mobile Bauzäune aus Fertigelementen sind nicht zulässig, da die Gefahr der schleichenden Annäherung an die Vegetation während der Bauzeit zu groß ist. Der Schutzzaun soll insbesondere auch den Wurzelbereich mit den Faserwurzeln schützen. Deshalb ist der Zaun in einem um 1,50 m erweiterten Radius um die Baumkrone (Wurzelbereich) oder um den Vegetationsbestand aufzustellen (Abb. 2.2-1).
2.2.2Stamm- und Astschutz
Häufig muss unter sehr beengten Raumbedingungen gearbeitet werden. Oft ist auch schon innerhalb des Wurzelbereichs ein Bauwerk vorhanden. Dies ist zum Beispiel immer dann der Fall, wenn unter Straßenbäumen der Belag erneuert wird.
Dann muss dafür gesorgt werden, dass Stamm und tief hängende Äste nicht während der Bauarbeiten geschädigt werden. Der Stamm und die Äste werden mit einem Schutzzaun nach Kapitel 2.2.1 geschützt. Ist dies in Ausnahmefällen nicht möglich, ist der Stamm mit einer gegen den Stamm abgepolsterten Ummantelung aus Holzbohlen zu schützen. Die Polsterung kann aus Autoreifen oder flexiblen Dränrohren hergestellt werden (Abb. 2.22). Die Ummantelung muss mindestens 2,00 m hoch sein. Besonderen Schutzes bedürfen auch die Wurzelanläufe, d. h., die Polsterung darf nicht auf die Wurzelanläufe aufgesetzt werden, sondern muss auf dem Boden aufstehen. Bei dieser Abpolsterung dürfen keine Nägel in den Stamm geschlagen werden.
Abb. 2.2-2 Abpolsterung des Stammes und Schutz des Wurzelbereiches (Maßangaben in m).
Abb. 2.2-3 Negativbeispiel für die Missachtung der Grundsätze zum Schutz der Vegetation auf Baustellen.
Tief hängende Äste müssen hochgebunden werden. Besonders ist aber darauf zu achten, dass Baumaschinen mit ihren Auslegern diese Äste nicht beschädigen. Im Zweifelsfall muss auf den Einsatz solcher Maschinen verzichtet werden.
2.2.3Schutz des Wurzelbereiches von Bäumen bei befristeter Belastung
Der Wurzelbereich darf nicht durch ständiges Begehen, Befahren, Abstellen von Maschinen und Fahrzeugen, Baustelleneinrichtung und Materiallagerung belastet werden, weil dadurch starke Verdichtungen mit Auswirkungen auf die gesamte Bodenstruktur entstehen (Abb. 2.2-3).
Ist eine befristete Belastung nicht zu vermeiden, muss die belastete Fläche möglichst klein gehalten werden. Sie wird mit einem druckverteilendem Vlies und mit einer mindestens 20 cm dicken Schicht aus dränschichtgeeignetem Material, z. B. Kies, abgedeckt. Darauf legt man eine feste, nicht verschiebbare Auflage aus Bohlen oder ähnlichem Material (Abb. 2.2-4).
Die Maßnahme soll kurz befristet und maximal auf eine Vegetationsperiode begrenzt sein. Nach Fortfall des Bedarfs ist die Abdeckung umgehend zu entfernen, danach wird der Boden unter Schonung der Wurzeln in Handarbeit flach gelockert.
2.2.4Schutz vor Verunreinigungen durch umweltgefährdende Stoffe, Feuer und Vernässung
Bei Umgang mit oder bei der Lagerung von umweltgefährdenden Stoffen, z. B. Lösemittel, Mineralölen, Säuren, Laugen, Farben, Zement oder anderen Bindemitteln dürfen Vegetationsflächen nicht verunreinigt werden. Dabei geht es nicht nur um bestehende Vegetationsflächen, sondern auch um Flächen, die nach Beendigung der Baumaßnahme Standort für Vegetation werden. Zur Vermeidung von Verunreinigungen eignen sich Foliendichtungen und Auffangbecken, Abdeckungen von gelagerten Stoffen zum Schutz vor Witterungseinflüssen sowie organisatorische Maßnahmen zur Vermeidung von Zwischenlagern durch termingerechte Lieferung von Baustoffen. Dieses Verbot ergibt sich auch aus dem Gesetz zum Schutz des Bodens (BBodSchG vom 17.03.1998) und der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV vom 12.07.1999) sowie der Vollzugshilfe zu § 12 BBodSchV (18.04.2001).
Sind Feuerstellen und offene Feuer nicht schon aus anderen rechtlichen Gründen oder durch örtliche Satzungen untersagt, dürfen Feuerstellen aus Gründen des Baumschutzes nur in mindestens 5,00 m Entfernung von der Kronentraufe von Bäumen und Sträuchern unterhalten werden.
Offene Feuer dürfen unter Beachtung der Windrichtung nur in einem Abstand von mindestens 20,00 m zur Kronentraufe von Bäumen und Sträuchern entfacht werden.
Wurzelbereiche von Bäumen und Vegetationsflächen dürfen durch baubedingte Wasserableitung nicht vernässt oder überstaut werden. Deshalb ist immer für eine ausreichende und ständige Vorflut zu sorgen.
Abb. 2.2-4 Überfüllung mit luftdurchlässigem Material.
2.3Schutzmaßnahmen bei Veränderung des Geländes, Wegebau und Freistellung
Schon in der Planungsphase bzw. Bauvorbereitung müssen Schädigungen oder Beeinträchtigungen vermieden oder verringert werden. Das geschieht zum einen dadurch, dass z. B. eine Höhengestaltung des Baugeländes so vorgenommen wird, dass im Bereich der Bäume weder auf- noch abgetragen wird, zum anderen dadurch, dass durch entsprechende Leistungspositionen Sicherungsmaßnahmen festgelegt werden, z. B. in Form von Schutzzäunen um Bäume oder Vegetationsbestände.
2.3.1Schutz des Wurzelbereiches bei Auftrag
Im Wurzelbereich dürfen keine Böden oder andere Stoffe aufgetragen werden, denn die meisten Baumarten vertragen keine Überfüllung des Wurzelbereiches. So sterben zum Beispiel Buchen bereits nach Abdeckung ihres Wurzelbereiches mit einer 1 bis 2 cm dicken Schicht aus bindigem Boden innerhalb weniger Jahre ab. Ebenso empfindlich sind Birken. Andere Gehölze sind weniger empfindlich. Dazu gehören solche Gehölze, die in der Baumschule aus Steckholz vermehrt werden, die also aus dem Stamm heraus neue Wurzeln bilden können. Ein gutes Beispiel für solche Gehölze sind Pappeln und Weiden.
Durch geschickte vorsorgende Planung kann in den meisten Fällen auf einen Bodenauftrag im Wurzelbereich verzichtet werden.
Ist dies im Einzelfall nicht zu vermeiden, müssen bei der Auftragdicke und dem Einbauverfahren (vollflächig, sektoral) die artspezifische Verträglichkeit, das Alter, die Vitalität und die Ausbildung des Wurzelsystems der Pflanzen, die Bodenverhältnisse sowie die Art des Materials berücksichtigt werden.
Vor dem Auftrag sind von der Oberfläche des Wurzelbereiches alle Arten vorhandener Vegetation, Laub und sonstige organische Stoffe unter Schonung des Wurzelwerks in Handarbeit oder durch Absaugen zu entfernen, um das Entstehen wurzelschädigender Abbauprodukte zu vermeiden. Im Wurzelbereich darf nur grobkörniges, luft- und wasserdurchlässiges Material aufgetragen werden. Soll zusätzlich eine Vegetationstragschicht aufgetragen werden, ist zunächst grobkörniges Material in einer Dicke von im Regelfall 20 cm und anschließend als Vegetationstragschicht Boden der Bodengruppe 2 oder 3 nach DIN 18915 in einer Dicke von maximal 20 cm aufzutragen. Im Radius von einem Meter um den Stamm darf kein Boden angedeckt werden.
Beim Auftragen darf der Wurzelbereich nicht befahren werden.
2.3.2Schutz des Wurzelbereiches gegen Abtrag
Im Wurzelbereich darf Boden nicht abgetragen werden.
Das bedeutet Zerstörung des oberflächennahen Wurzelsystems mit der Folge, dass nicht nur Nahrung und Wasser entzogen, sondern auch Angriffstellen für Schaderreger geschaffen werden. In manchen Fällen kann dadurch auch die Standfestigkeit von Bäumen gefährdet werden (Abb. 2.3-1). Technisch unabdingbare Höhenanpassungen haben außerhalb des Wurzelbereiches durch Stützmauern oder andere Maßnahmen, wie z. B. Böschungen, zu erfolgen.
2.3.3Wegebeläge im Wurzelbereich
Wege gehören grundsätzlich nicht in den Wurzelbereich vorhandener Bäume, weil sie die Pflanzen beeinträchtigen. Trotzdem sind Interessenkonflikte, vor allem im städtischen Bereich oder bei enger Bebauung, nicht immer vermeidbar, denn schon aus gestalterischen Gründen werden häufig Plätze, Fußgängerzonen oder breite Wege durch Bäume gegliedert. Das ist dann erträglich, wenn offene Beläge verwendet werden, die luft- und wasserdurchlässig sind. Als Faustregel kann gelten, dass versiegelnde Beläge, z. B. Pflaster oder wassergebundene Decken, nicht mehr als 30 %, offene Beläge (mit möglichst vielen dauerhaft offenen Fugen) nicht mehr als 50 % des Wurzelbereichs eines ausgewachsenen Baumes abdecken sollen. Häufig sind zusätzliche technische Maßnahmen, z. B. Belüftungs- und Bewässerungseinrichtungen, Baumroste, Rammschutz u.Ä. erforderlich.
Abb. 2.3-1 Jegliche Art von Bodenabtrag ist untersagt.
2.3.4Schutz von Bäumen bei Freistellung
Ein besonderer Problembereich beim teilweisen Entfernen vorhandenen Bewuchses ist der Schutz freigestellter Bäume vor Rindenbrand durch Sonneneinstrahlung. Besonders empfindlich sind Buchen bei Freistellung, weil deren Rinde durch die ungewohnte Einstrahlung austrocknet und platzt. Rindenbrand führt häufig zum Absterben einzelner Kronenbereiche oder des ganzen Baumes. Schutz bieten einzeln gebundene Schilfrohrmatten. Lehm- und Jute-Bandagen haben sich in der Praxis nicht bewährt. Das Bestreichen mit Verdunstungsschutzmitteln reicht ebenfalls in der Regel nicht aus, weil die Wirkungsdauer der Mittel nicht ausreichend ist. Besser als das Behandeln selbst ist aber ein langsames Freistellen gefährdeter Bäume, beispielsweise dadurch, dass der Bestand nur schrittweise über einen Zeitraum von drei bis fünf Jahren gelichtet wird.
2.4Schutz bei Grabenaushub, Baugruben und Fundamenten
Gräben zur Verlegung von Leitungen, Mulden, Baugruben oder Fundamenten dürfen im Wurzelbereich nicht hergestellt werden, weil sie das Wurzelwerk und die Statik eines Baumes wesentlich beeinträchtigen.
2.4.1Unterirdische (grabenlose) Leitungsbauverfahren
Sind Leitungsverlegungen unter Vegetation nicht zu vermeiden, haben unterirdische (grabenlose) Leitungsbauverfahren Vorrang vor Grabenaushub. Durch Auswahl geeigneter Verfahren lassen sich Beeinträchtigungen durch Bodenpressung und Wurzelquetschungen sowie -abrisse weitgehend vermeiden, wobei hier Start- und Zielbaugruben deutlich außerhalb des Wurzelbereichs liegen müssen.
2.4.2Grabenaushub
Ist Grabenaushub im Einzelfall nicht zu vermeiden, darf er nur durch Absaugen oder in Handarbeit erfolgen, denn die Grabgefäße von Baggern reißen Wurzeln auch weit außerhalb des eigentlichen Grabens los oder schlitzen sie auf. Neben der Beeinträchtigung der Standsicherheit sind Infekte meist die Folge. Dabei dürfen Wurzeln mit einem Durchmesser > 2 cm nicht durchtrennt werden. Verletzungen sollen weitgehend vermieden werden und sind gegebenenfalls zu behandeln. Der Mindestabstand von Gräben, Mulden und Baugruben zum Wurzelanlauf muss das Vierfache des Stammumfanges in 1,00 m Höhe, bei Bäumen unter 20 cm Stammdurchmesser jedoch mindestens 2,50 m betragen.
Wurzeln sind schneidend zu durchtrennen und die Schnittstellen zu glätten. Wurzelenden mit einem Durchmesser < 2 cm werden mit wachstumsfördernden Stoffen, mit einem Durchmesser > 2 cm mit Wundbehandlungsstoffen behandelt. Die Wurzeln sind gegen Austrocknung und Frosteinwirkung zu schützen.
Verfüllmaterialien müssen durch die Art der Körnung (enge Stufung) und Verdichtung eine dauerhafte Durchlüftung zur Regeneration der beschädigten Wurzeln sicherstellen.
Entsprechend dem Wurzelverlust können Verankerungen und/oder ausgleichende Schnittmaßnahmen in der Krone erforderlich werden. Bei nicht standfestem Boden und tiefen Baugruben ist der Baum durch Verbau zu sichern.
Zur Vermeidung nochmaliger Aufgrabungen sollte in den offenen Graben vorsorglich gleich eine Verrohrung in Form von Leerrohren aus Beton oder Kunststoff eingelegt werden (Abb. 2.4-1).
2.4.3Wurzelvorhang
Werden Bäume während der Bauarbeiten durch den Aushub der Baugrube beeinträchtigt, müssen die Wurzeln gegen Austrocknung und Frosteinwirkung geschützt werden. Im Regelfall ist daher ein Wurzelvorhang eine Vegetationsperiode vor Baubeginn zu erstellen. Der Mindestabstand von Wurzelvorhängen zum Wurzelanlauf muss das Vierfache des Stammumfanges in 1,00 m Höhe, bei Bäumen unter 20 cm Stammdurchmesser jedoch mindestens 2,50 m betragen. Der Wurzelvorhang hat keine statische Funktion für den Baum und die Baugrube. Der Aushub muss durch Absaugen oder in Handarbeit erfolgen.
An der Grabenseite zur späteren Baugrube ist eine standfeste, verrottbare, luftdurchlässige Schalung, z. B. aus Pfählen, Maschendraht und Gewebe, zu errichten. Die Dicke des Wurzelvorhangs beträgt mindestens 25 cm, die Tiefe soll den durchwurzelten Bereich umfassen, jedoch höchstens bis zur Sohle der Baugrube reichen. Verfüllt wird mit einem luftdurchlässigen Substrat, das die Wurzelbildung anregt. Auf keinen Fall darf verrottbare organische Substanz in tiefere Zonen gelangen, weil es sonst zu Fäulnisprozessen im Boden kommt (Abb. 2.4-2).
Bis zum Baubeginn und während der Bauzeit ist der Wurzelvorhang ständig feucht zu halten.
2.4.4Maßnahmen bei Grundwasserabsenkungen
Die Veränderung der Grundwasserstände führt bei Gehölzen und vor allem bei Bäumen regelmäßig zu irreversiblen Schäden. Wipfeldürre kennzeichnet die durch Grundwasserabsenkungen geschädigten Bäume. Dauermaßnahmen gegen Grundwasserabsenkungen gibt es nicht. Sind die Absenkungen aus bautechnischen Gründen nur kurzfristig, also z. B. nur drei Wochen lang erforderlich, dann sind gründliche Wässerungen in kurzen Abständen, Düngungen zur Erhöhung der Widerstandskraft und auch das Ausbringen von Verdunstungsschutzmitteln hilfreich. Dauert die Grundwasserabsenkung länger, dann sind die Maßnahmen zu intensivieren. So empfiehlt sich das Einlassen von Dränrohren in den Wurzelhorizont, um das Wasser nachhaltig in die Wurzelzonen einzubringen und eine durchdringende und tiefreichende Wässerung zu erreichen (Abb. 2.4-3). Auch kann es notwendig werden, die Krone auszulichten, insbesondere, wenn in der Vegetationszeit abgesenkt werden muss.
Abb. 2.4-1 Aufgrabungen mindestens 2,50 m entfernt von Stamm. Vorsorglich Leerrohre einziehen (Maßangaben in m).
Abb. 2.4-2 Wurzelvorhang (Maßangaben in m).
Abb. 2.4-3 Bewässerungslöcher bei kurzfristigen Grundwasserabsenkungen (Maßangaben in m).
Abb. 2.4-4 Fundament für Mauern in der Nähe von Bäumen (Maßangaben in m).
2.4.5Schutz des Wurzelbereiches von Bäumen bei Gründungen für freistehende Bauteile
Im Wurzelbereich sollen Gründungen nicht vorgenommen werden. Sind Mauern oder sonstige technische Bauwerke im Wurzelbereich unvermeidbar, so sind statt durchgehender Fundamente Punktfundamente zu errichten, die im lichten Abstand mindestens 1,50 m voneinander und vom Stammfuß stehen dürfen und deren Abstände mit Stahlbetonbalken überbrückt werden. Sie sollen so angeordnet werden, dass Wurzeln mit wichtiger statischer Funktion erhalten bleiben. Die Unterkante des aufgehenden Mauerwerkes darf nicht in das ursprüngliche Erdreich hineinragen (Abb. 2.4-4).
Literatur- und Quellenverzeichnis
Normen- und Regelwerke
DIN 18920, Vegetationstechnik im Landschaftsbau – Schutz von Bäumen, Pflanzenbeständen und Vegetationsflächen bei Baumaßnahmen, Juli 2014. Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN (Deutsches Institut für Normung e.V.), Beuth Verlag, Berlin.
RAS-LP 4 (1999): Richtlinien für die Anlage von Straßen; Teil: Landschaftspflege, Abschnitt 4: Schutz von Bäumen, Vegetationsbeständen und Tieren bei Baumaßnahmen, Forschungsgesellschaft für das Straßen- und Verkehrswesen, Köln.
Maßgebend für das Anwenden der DIN-Normen ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum und den neuesten EN-Fassungen, die bei der Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, erhältlich sind.
Bildnachweis
Niesel, A., Osnabrück: Abb. 2.2-1, 2.2-2*), 2.2-4*), 2.3-1*), 2.4-1, 2.4-2, 2.4-3*), 2.4-4*)
Thieme-Hack, M., Osnabrück: Abb. 2.2-3
*) Diese Abbildungen wurden für die 4. Auflage dieses Werkes von Herrn Siegfried Lokau, Bochum-Wattenscheid, nach Angaben des Verlages korrigiert.
Olaf Hemker
3Erdarbeiten
3.1Bauen mit Erde – Bauen auf Erde
3.2Der Baustoff „Boden“
3.2.1Begriffe
3.2.2Die Entstehung des Bodens
3.2.3Der Boden – ein Stoffgemisch
3.3Die Beanspruchung des Bodens und seine Reaktion
3.3.1Problematik
3.3.2Einflüsse infolge Bauablauf
3.3.3Einflüsse infolge Witterung
3.3.4Einflüsse infolge Nutzung von Freiflächen
3.3.5Resultierende Bodenveränderungen und mögliche Schäden
3.4Die Bodenanalyse – Untersuchung der Bodenkenngrößen
3.4.1Anforderungsprofile an den Boden und deren fallspezifische Festlegung
3.4.2Zeitpunkt der Untersuchungen
3.4.3Ziel und Umfang der Untersuchungen
3.4.4Bodenerkundung
3.4.5Ermittlung der Bodenkenngrößen
3.5Die Bodensynthese – Bewertung der Bodenkenngrößen
3.5.1Vorgaben aus dem Bauvorhaben
3.5.2Bewertungskomplexe
3.5.3Fazit der Bodenbewertung
3.6Verbesserung der Bodeneigenschaften
3.6.1Aufgaben der Bodenverbesserung
3.6.2Verfahren der Bodenverbesserung
3.6.3Bodenverbesserung mit Zugabestoffen
3.7Durchführung von Erdarbeiten
3.7.1Planung von Erdbaustellen
3.7.2Begriffe des Erdbaus
3.7.3Bauablauf von Erdbaustellen
3.7.4Baumethoden im Abtragsbereich
3.7.5Baumethoden im Auftragsbereich
3.7.6Erdbaugeräte
3.7.7Wechselwirkungen zwischen Erdbaugerät und Boden
3.7.8Hinweise zur Wahl der Geräte
3.7.9Regenerierung zwischenzeitlich belasteter Flächen
3.8Einsatz von Geokunststoffen
3.9Anwendungsbeispiel für den Garten K.
3.1Bauen mit Erde – Bauen auf Erde
Der Straßenbau, der Tief- und Hochbau, der Kanal- und Wasserbau, der Landschaftsbau und das spielende Kind im Sandkasten benutzen den Baustoff Erde, um aus ihm ein Bauwerk zu schaffen (Straßendamm oder Sandburg), in ihm zu bauen (Einschnitt, Baugrube, Rohrgraben oder Zierteich) oder auf ihm ein Bauwerk zu errichten (Haus, Straßendecke oder auch im weiteren Sinne eine Gehölzpflanzung). Überall fallen damit bewusst oder unbewusst Erdarbeiten an. Die Erde – der Boden – wird als Baustoff oder als Gründungskörper für ein Bauwerk, also als Baugrund, verwendet.
Die Betrachtung und Beurteilung des Bodens als Baustoff oder Baugrund ist für den Bereich des Bau(ingenieur)wesens üblich und selbstverständlich. Im Landschaftsbau und in der Vegetationstechnik werden jedoch für die Bearbeitung und Verwendung des Oberbodens („Mutterboden“) trotz entsprechend ähnlicher Problemstellungen die in diesem Kapitel vorgestellten Überlegungen oft nicht angestellt. Die deshalb auftretenden Schwierigkeiten sind bei sinngemäßer Nutzung der Aussagen des Kapitels 2 in der Regel vermeidbar. Sie sollten daher zusätzlich zum Kapitel 4 „Bodenarbeiten“ Beachtung finden.
Sämtliche in oder auf dem Boden stattfindenden Tätigkeiten beanspruchen den Boden gegenüber der bisherigen Nutzung anders (meist stärker: Baustellenverkehr, Bauwerkslasten) und verändern so das ursprüngliche Bodengefüge.
Ausgelöst durch die Aktionen von Bautätigkeiten kommen Reaktionen des Bodens zustande. Die Aktionen (Art und Umfang der Arbeiten, Größe des Bauwerks, Nutzung der Flächen) sind überwiegend bekannt und fassbar. Um die Reaktion des Bodens – also sein Verhalten, die Auswirkungen der Bauweisen, seine Eignung als Baustoff oder Baugrund – einschätzen zu können, müssen Wertmaßstäbe bekannt sein. Damit ist die Eignung einer Maßnahme zu bewerten, aber auch deren Wirtschaftlichkeit. Die erforderlichen Maßstäbe können aus einer Vielzahl von Bodenkenngrößen ermittelt werden. Ihre Interpretation führt schließlich zur Beurteilung der Wechselwirkung zwischen Bauarbeiten/Bauwerk und dem Boden.
3.2Der Baustoff „Boden“
3.2.1Begriffe
Liegen gleichartige oder ungleichartige Gesteine in kompakter, fest gebundener Form (Verband) vor, werden sie als Fels (oder Festgestein) bezeichnet. Fels ist kein monolithischer Körper, sondern an Trennflächen mehr oder weniger zerlegt. Die Eigenschaften und das Verhalten von Fels werden in der Felsmechanik beschrieben.
Aus Festgesteinen im oberen Bereich der Erdkruste gebildete lockere, unverfestigte oder künstlich gelockerte Gesteine werden als Böden (oder Lockergestein) bezeichnet (siehe Kap. 3.2.2). Sie bestehen neben den mineralischen Substanzen aus Hohlräumen (Poren) und gegebenenfalls organischen Substanzen. Sie besitzen keine feste chemische oder kristalline Bindung und erfahren nur durch physikalische Komponenten einen gewissen Zusammenhalt. Ihre Eigenschaften und ihr Verhalten werden in der Bodenmechanik beschrieben.
Das Baumaterial für Erdarbeiten wird damit als „Boden“ („Lockergestein“) oder „Fels“ und nicht als „Erde“ bezeichnet.
3.2.2Die Entstehung des Bodens
Gestein und Fels
Das Gestein selbst ist ein natürlich entstandenes, fest zusammenhängendes Gemenge einer oder mehrerer Mineralarten. Es wird nach seinem Alter (Tab. 3.2-1) oder seiner Entstehungsweise (Tab. 3.2-2) eingeteilt. Erstarrungsgesteine (auch Eruptivgesteine oder Magmatite genannt) sind aus im Erdinneren vorhandener flüssiger Gesteinsschmelze (Magma) entstanden. Es werden nach dem Entstehungsort unterschieden: Tiefengesteine, Oberflächengesteine und Ganggesteine. Zusammensetzung der Schmelze und Abkühlungs-/Erstarrungsdauer führen zu unterschiedlicher Gesteinsbildung. Erstarrungsgesteine bilden die härteste Gesteinsgruppe. Ablagerungs- oder Sedimentgesteine bestehen aus Teilen älterer Gesteine, die eine Verfestigung erfahren haben. Nach der Art der Verfestigung werden unterschieden:
–klastische oder Trümmersedimente, aufgebaut aus Gesteinsteilen mit Bindemitteln, die vorwiegend klebend (physikalisch) wirken;
–chemische Sedimente, entstanden aus wässrigen Lösungen in chemischem Prozess;
–organogene (biogene) Sedimente, im Wesentlichen aus organischen Bestandteilen oder durch Lebewesen aufgebaut.
Umwandlungsgesteine oder metamorphe Gesteine sind aus bereits vorhandenen Gesteinen entstanden, die durch hohen Druck und/oder Temperatur, z. B. durch Verschiebungen der Erdkruste, umgewandelt worden sind.
Einen Überblick über die drei Hauptgesteinsarten zeigt Tabelle 3.2-2.
Boden
Boden entsteht aus den vorgenannten Gesteinen durch vier verschiedene Vorgänge.
Verwitterung (Zerstörung) des Felsgesteins oder Ausgangsgesteins:
–mechanische Verwitterung – Frostsprengung (Eisdruck in wassergesättigten Poren und Spalten); Insolation (Entstehen von inneren Spannungen durch große Temperaturschwankungen); Salzsprengung (Kristallisationsdruck bei der Bildung von Salzen);
–chemische Verwitterung – Oxidation (z. B. Umwandlung von Sulfiden in Sulfate); Hydrolyse (z. B. Umwandlung von Feldspat zu Ton); Lösungsbildung (Auflösung wasserlöslicher Minerale, z. B. Kalk durch Wasser);
–organogene Verwitterung – Zerstörung des Gesteinsgefüges durch Wurzeln und tierische Lebewesen; Entzug von Nährsalzen aus dem Boden durch Wurzeln.
Die mechanische Verwitterung bildet vorwiegend die groben Bestandteile des Bodens (Geröll, Kies, Sand, Schluff), die chemische und organogene Verwitterung bilden vorwiegend die feinsten Bodenbestandteile (Ton).
Abtragung des Gesteins (Erosion):
Infolge der Schwerkraft stürzen an Steilhängen oder Böschungen angewitterte Gesteine herab. Weiterhin wird Gestein durch fließendes Wasser, Wind und Eis (Gletscher) abgetragen. Kommt es zum Auftauen der oberen Bodenschicht, so kann diese über dem noch gefrorenen Untergrund ins Fließen geraten (Solifluktion).
Transport der Gesteinsteile:
Ist die Strömungsenergie des Wassers oder des Windes größer als die Schwerkraftwirkung auf die Gesteinsteile, werden die abgetragenen Teile abtransportiert. Dabei erfahren sie beim Zusammenstoß mit anderen Teilen weitere Zerstörungen oder werden poliert.
Ablagerung der Gesteinsteile (Sedimentation):
Die Abtragung, der Transport und die Ablagerung stehen in einem gesetzmäßigen Zusammenhang. Zur Ablagerung kommt es, wenn die Transportenergie – und damit meist die Fließ- oder Windgeschwindigkeit – zu gering wird. Am Ablagerungsort wirken nun physikalische und chemische Vorgänge auf das lockere Material ein (Diagenese), verdichten und verfestigen es. Damit ist der Prozess der Gesteinsbildung erneut eingeleitet. Er wird durch Epirogenese (Schwingungen der Erdkruste), Tektonik (Bewegungen und Kräfte, die den Bau der Erdkruste erzeugen) und Metamorphose (Umwandlung der Gesteine durch Erdkräfte unter der Erdoberfläche) vollendet. Je nach „Transportmittel“ bilden sich unterschiedliche Ablagerungen. Windverfrachtete (äolische) Sedimente sind wegen der geringen Transportenergie des Windes feinkörnig, locker (z. B. Löss, Flugsand) und nach Körnung sortiert. Eisverfrachtete (glaziale) Sedimente sind dagegen nicht kornsortiert (z. B. Geschiebemergel, ein Gemisch aus Korngrößen von Ton bis zu metergroßen Blöcken) und durch den Eisdruck stark verdichtet. Wasserverfrachtete (fluviatile) Sedimente sind in Richtung Mündung des Wasserlaufs zunehmend feinkörniger.
Alle vier genannten Vorgänge können gleichzeitig wirksam sein, um aus dem Felsgestein ein Lockergestein, den Boden, zu bilden. Dabei können zusätzlich organische Bestandteile auf oder in den Boden gelangen. Die unterschiedliche Intensität der Verwitterung, der Abtragung, des Transports und der Ablagerung können zu einem wesentlich inhomogeneren, d. h. ungleichartigeren Aufbau des Bodens gegenüber dem des Ausgangsgesteins führen.
Böden haben damit erwartungsgemäß unterschiedliche Eigenschaften, auch bei gleichem Ausgangsgestein. Diese Indifferenz wird zusätzlich durch den natürlichen Pflanzenbewuchs sowie die Bodenbearbeitung bzw. -nutzung vergrößert. Nicht außer Acht gelassen werden dürfen die heutigen Umwelteinflüsse, die z. B. durch den „sauren“ Regen zu einer Zunahme der Metalllöslichkeit im Boden führen und damit Bodeneigenschaften verändern.
3.2.3Der Boden – ein Stoffgemisch
Phasensysteme
Boden enthält nicht nur die aus Gestein entstandenen unterschiedlich großen Mineralbestandteile, die feste Masse, sondern auch zahlreiche, zwischen ihnen angeordnete, verschieden große Hohlräume, die Poren. Diese können mehr oder weniger mit Wasser gefüllt sein. Der restliche Porenraum enthält Luft.
Boden besteht damit nicht aus einem homogenen Material (Einphasensystem, das nur aus einem Stoff besteht). Er enthält im Normalfall drei Stoffe (Phasen): feste Masse (feste Phase), Wasser (flüssige Phase) und Luft (gasförmige Phase) und stellt ein Dreistoffgemisch oder Dreiphasensystem dar.
Abb. 3.2-1 Einzelkornstruktur.
Hieraus kann sich in zwei Grenzfällen ein Zweiphasensystem bilden: Im völlig ausgetrockneten Zustand besteht Boden nur aus fester Masse und Luft, im völlig wassergesättigten Zustand nur aus fester Masse und Wasser. Zwischen diesen Grenzfällen verändert sich die Mischung der drei Phasen laufend in unterschiedlicher Schwankungsbreite.
Damit kann Boden keine unveränderlichen, konstanten Eigenschaften, wie z. B. Beton oder Stahl bestimmter Güte, besitzen, sondern er muss sich entsprechend der Mischung der drei Phasen verändern. Das Verhalten des Bodens wird dabei primär von der Zusammensetzung der festen Phase geprägt. Je nach Bodenart wirken sich darüber hinaus Veränderungen des Bodenwasser- bzw. -luftgehaltes beträchtlich auf das Gesamtsystem aus. Die drei Phasen stehen damit in Wechselwirkung zueinander.
Feste Phase
Von der Zusammensetzung der festen Masse hängt im Wesentlichen die Struktur des Bodens (die räumliche Anordnung der festen Bodenteilchen) und damit die Größe der Poren ab. Daraus ergeben sich ein bestimmtes Verhalten zum Wasser (Kapillarität, Durchlässigkeit, Plastizität und Stabilität) und eine bestimmte Festigkeit (Scherfestigkeit, Durchwurzelbarkeit).
Bodenarten
Die Lockergesteine werden unterschieden in (siehe Tab. 3.2-3):
–nichtbindige oder rollige Böden – mineralische Böden aus groben Körnern (Korndurchmesser d > 0,063 mm), die ausschließlich nach den Korngrößen unterschieden werden, z. B. Sand, Kies;
–feinkörnige oder bindige Böden – mineralische Böden mit feinen Körnern (Korndurchmesser d < 0,063 mm), die ausschließlich nach den plastischen Eigenschaften (wassergehaltsabhängige Bildsamkeit des Bodens) unterschieden werden, z. B. Ton, Schluff;
–gemischtkörnige Böden – mineralische Böden, für die sowohl die Korngrößen als auch die plastischen Eigenschaften maßgebend sind, z. B. Sand-Ton-Gemische;
–mineralische Böden mit organischen Beimengungen;
–organische Böden ohne bestimmte Teilchengröße, z. B. Torf.
Abb. 3.2-2 Waben- und Flockenstruktur.
Bindungskräfte und Strukturen
Zwischen den (groben) Körnern der nichtbindigen Böden treten lediglich Reibungskräfte auf. Derartige Böden bilden eine Einzelkornstruktur, die nur durch das Gewicht der Körner und ihre äußere Belastung zustande kommt. Die Körner verbinden sich nicht untereinander (Abb. 3.21). Allerdings ist eine scheinbare Haftung (scheinbare Kohäsion) möglich (siehe Abschnitt „Wechselwirkungen zwischen den Phasen“).
Die feinen Teilchen der bindigen Böden werden durch Haftkräfte, die Kohäsion, miteinander verbunden. Diese Kräfte entstehen durch elektrische Anziehung der Teilchen und durch das Bodenwasser (siehe Abschnitt „Flüssige Phase“). Die Struktur kann, je nach Entstehung des Bodens, waben- oder flockenförmig sein (Abb. 3.2-2).
