Spundwand

Rückverankerte Spundwand

Schloss einer Spundwand

Gestapelte Spundwandelemente, paarweise gefügt

Spundwand des THW beim Hochwassereinsatz in Meddewade, aus Holz

Eine Spundwand ist ein Verbau zur Sicherung von Baugruben oder Geländesprüngen, der zugleich eine Dichtungsfunktion übernehmen kann. In manchen Fällen werden Spundwände auch nur für die Abdichtung gegen Wasser oder für eine Immobilisierung von Schadstoffen durch Umschließen von kontaminiertem Erdreich gebaut. In der Regel werden Spundwände aus Baustahl hergestellt.

Herstellung und Funktionsweise

Eine Spundwand besteht aus einzelnen Profilen (Spunddielen oder Spundbohlen genannt), die meist in den Boden gerüttelt (vibriert), gerammt oder gepresst werden. Dazu kommen spezielle Baumaschinen mit Mäklern zum Einsatz, an die die entsprechenden Rammen, Rüttler oder Pressen angebaut werden können. Mit diesen Maschinen ist es auch möglich, Spundbohlen zur Wiederverwendung aus dem Boden herauszuziehen.

Die Dielen bestehen zumeist aus Stahl, können in Ausnahmefällen aber auch aus Stahlbeton, Kunststoff oder Holz sein. Die einzelnen Dielen sind miteinander durch ineinander greifende Schlösser (Nut und Feder) verbunden, so dass eine zusammenhängende Wand entsteht. Beim Einbauen wird jede Diele durch das Schloss der zuletzt gerammten Diele geführt und mit ihr formschlüssig verbunden. Eine vollständig wasserdichte Verbindung wird entweder mit in die Schlösser eingelegte Kunststoffdichtungen oder durch nachträgliches Verschweißen erreicht.

Werkstoffe

Für Stahlspundwände werden die üblichen Baustähle nach EN 10025 verwendet:

• S 235 JRC (1.0120)
• S 275 JRC (1.0128)
• S 355 JRC (1.0551)

Ein besonderer Korrosionsschutz ist explizit nicht vorgesehen. Es wird eine jährliche Abtragsrate in Luft und Boden von ca. 0,01 mm/Jahr und in Süß- und Meerwasser von ca. 0,03 mm/Jahr angenommen. Genaue Werte für die Bemessung sind in der DIN EN 1993-5, Kapitel 4.4 festgelegt.

Profile

Spundwandprofile unterscheiden sich in ihrer Form und Materialstärke. Am bekanntesten sind Leichtprofile (Hoesch, Krupp), Tafelprofile (Hoesch, Larssen, Krupp), Z-Profile (Krupp, Hoesch, Peiner, Arbed) und I-Profile (Arbed- oder Peiner-Kastenspundwand). Mit den Spundwandprofilen verwandt sind Kanaldielen. Diese haben jedoch kein ineinandergreifendes, dichtes Schloss und sind daher nicht für Abdichtungsaufgaben geeignet.

Die gängigen Profile sind in Längen von ca. 6 m bis 30 m lieferbar.

Statik

Im einfachsten Fall wird eine Spundwand nur durch eine entsprechend tiefe Einbindung im Untergrund gehalten, was dem statischen System eines Kragträgers entspricht. Dabei muss berücksichtigt werden, dass die Spundwand erheblich länger sein muss als die Aushubtiefe. Ab einer gewissen Höhe der Wand wird meist eine zusätzliche Abstützung erforderlich. Dies erfolgt durch innenliegende horizontale Gurte, die dem System zusätzliche Auflager verleiht. Die Gurte werden entweder gegeneinander abgestützt oder mit Verpressankern ins Erdreich rückverankert. Es ist auch möglich, die Gurte durch schräge Streben auf die Baugrubensohle abzustützen. Dabei wird allerdings relativ viel (oft nicht vorhandener) Platz beansprucht.

Einsatzgebiete

Haupteinsatzgebiet ist die Sicherung von Baugruben in Gebieten, wo das Platzangebot keine Böschung zulässt, oder eine Abdichtung gegen drückendes Wasser erforderlich ist (siehe Gründung (Bauwesen), Bauwerksabdichtung#Abdichtung bei drückendem Wasser). Hier werden Spundwände als temporäre Sicherungsmaßnahmen eingesetzt, die nach Abschluss der Bauarbeiten und dem Hinterfüllen der Baugrube wieder gezogen werden.

Spundwände aus Stahl können praktisch wasserdicht hergestellt werden. Es ist möglich, in einer von Spundwänden umschlossenen Baugrube (Spundwandkasten) auch unter dem Grundwasserspiegel zu arbeiten. Nach unten hin wird die Baugrube entweder durch einen natürlicherweise dichten Boden oder eine Betonplatte (Unterwasserbetonsohle) abgedichtet. Ebenfalls ist es mit einer Wasserhaltung möglich, das Grundwasser in der Baugrube temporär abzusenken.

Spundwände werden neben dem zeitlich begrenzten Einsatz als Verbau auch dauerhaft als Bauelemente im Wasserbau für Kaimauern, Schleusenwände, Kanäle (Wasserlauf mit künstlich hergestelltem Gewässerbett), Molen und Hafenbecken, sowie zum Hochwasserschutz eingesetzt.

Spundwände zählen zu den „weichen Verbauarten“ ('weich' heißt: Je nach Tiefe müssen in gewissen Abständen Rückverankerungen oder Aussteifungen eingebracht werden; siehe auch Baugrube#Baugrubenverbau). Sie sind nicht geeignet, wenn Setzungen oberhalb der Baugrube zu Schäden führen könnten, wie z.B. im innerstädtischen Bereich.

Kombiwand

Kombiwand aus I-Profilen und Spundbohlen zur Ausfachung

Eine besondere Bauform für Spundwände sind Kombiwände. Um die Steifigkeit der Verbauwand zu erhöhen, werden in regelmäßigen Abständen I-Profile als Tragbohlen in den Boden eingebracht und die Zwischenräume mit herkömmlichen Spundwandbohlen ausgefacht. Die Tragbohlen verringern durch ihr hohes Widerstandsmoment die Verformungen der Kombiwand.

Die Tragbohlen ähneln in ihren Abmessungen den im Bauwesen üblichen I-Trägern, die Ränder der Flansche sind allerdings entsprechend angepasst, um eine dichte Schlossverbindung mit den Zwischenbohlen herstellen zu können.

Geschichte

Bereits die Römer verwendeten Spundwände. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts gab es allerdings nur hölzerne Spundwände. Die Stahl-Spundwand in der heutigen Ausführung wurde um 1900 von dem Bremer Staatsbaumeister Tryggve Larssen erfunden. Die Wand bestand aus einem U-Walzprofil mit einer angenieteten Verbindungsklemme, dem Schloss. Hergestellt wurden sie beim Stahlwerk Union in Dortmund ab 1902, und als sie sich als erfolgreich erwiesen, erhielt Larssen 1904 ein Patent. 1902 wurde die erste Spundwand als Ufereinfassung im Hohentorshafen in Bremen eingerammt, wo sie noch heute steht. In der Zeit von 1914 bis 1921 wurde das Spundwandprofil mit Schloss entwickelt und seither aus einem Stück gewalzt. In Konkurrenz zum U-Profil erfand Baudirektor Lamp 1902 das Z-Profil, das zuerst in Luxemburg hergestellt wurde, ab 1926 in modifizierter Form auch bei Hoesch in Dortmund.

Literatur

• Spundwandhandbuch- Berechnung, Thyssen Krupp Bautechnik GfT, Vorwort Jürgen Grabe, 2007 (die Fortsetzung des Hoesch-Spundwandhandbuch)
• Empfehlungen des Arbeitsausschusses Ufereinfassungen, Ernst und Sohn
• Bernhard Wietek: Grundbau – Einführung in Theorie und Praxis. MANZ Verlag Schulbuch GmbH, Wien 2002, ISBN 3-7068-1206-1

Weblinks

 Commons: Sheet piling – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Spundwandhandbuch (PDF; 9,3 MB)
• Bauwiki der TU Graz
• Spundwände – Teil 1 (PDF; 4,2 MB), 2 (PDF; 4,7 MB), 3 (PDF; 2,3 MB) und 4 (PDF; 4MB) – Informationsbroschüre vom Stahl-Informations-Zentrum