Eine Stützmauer ist ein Bauwerk, das einen Geländesprung dauerhaft sichert, indem sie den Erddruck des dahinterliegenden Bodens aufnimmt und in den Baugrund abträgt. Sie kommt zum Einsatz, wenn eine geböschte Ausbildung des Höhenunterschieds aus Platz-, Nutzungs- oder Standsicherheitsgründen nicht möglich ist. Bemessungsgrundlage ist DIN EN 1997-1 in Verbindung mit den nationalen Festlegungen der DIN 1054; die Erddruckermittlung erfolgt nach DIN 4085, klassisch auf der Grundlage der Erddrucktheorie nach Coulomb. Für den Erdbau und die Hinterfüllung gelten ergänzend die Anforderungen der ZTV E-StB.
Bauarten und Tragprinzipien
Stützkonstruktionen unterscheiden sich vor allem darin, wie sie dem Erddruck entgegenwirken. Schwergewichtsmauern nutzen ihr Eigengewicht, Winkelstützwände aktivieren zusätzlich die Auflast der Hinterfüllung auf der Sohlplatte, Gabionenwände wirken als gegliederte Schwergewichtskonstruktion, bewehrte Erdkörper bilden mit dem Boden einen monolithisch wirkenden Verbund, und vernagelte Wände verankern sich im gewachsenen Boden des Einschnitts. Aus dem Tragprinzip folgen unmittelbar der Platzbedarf, die Verformungsempfindlichkeit und die Anforderungen an das Hinterfüllmaterial.
| Bauart | Kraftabtrag | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| Schwergewichtsmauer | Eigengewicht des Mauerkörpers | niedrige Geländesprünge mit ausreichendem Platz für die Sohlbreite |
| Winkelstützwand | Eigengewicht und Auflast der Hinterfüllung auf der Sohlplatte | Straßen- und Bahnböschungen mit begrenztem Platzangebot |
| Gabionenwand | Eigengewicht der Steinkörbe, bei Bedarf mit Rückverankerung | Wände mit hoher Wasserdurchlässigkeit und begrünbarer Ansicht |
| Bewehrte-Erde-Wand | Verbund aus Schüttboden und Geogitterlagen | große Wandhöhen, verformungstolerante Baugrundverhältnisse |
| Vernagelte Wand | Verankerung im gewachsenen Boden über Nägel oder Anker | Einschnitte und nachträgliche Sicherung bestehender Hänge |
| Betonelementwand aus Fertigteilen | Eigengewicht der Elemente, bei Bedarf mit Bewehrungslagen | wiederkehrende Regelquerschnitte mit kurzer Bauzeit |
Erddruck und geotechnische Nachweise
Maßgebend für die Bemessung ist der Erddruckansatz. Wird der Wand eine Verformung zugestanden, darf der aktive Erddruck angesetzt werden; bei verformungsarm einzubindenden Konstruktionen, etwa unter Bahnkörpern oder an Widerlagern, ist ein erhöhter aktiver Erddruck oder der Erdruhedruck anzusetzen. Neigung der Wandrückseite, Wandreibung, Geländeneigung, Verkehrs- und Bauzustandslasten sowie eventueller Wasserdruck gehen in den Ansatz ein.
Auf dieser Grundlage werden nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054 im Teilsicherheitskonzept die Nachweise gegen Kippen beziehungsweise Verlust der Lagesicherheit, gegen Gleiten in der Sohlfuge, gegen Grundbruch und, bei geschichteten oder weichen Böden, gegen Geländebruch geführt. Hinzu kommen die Nachweise der Gebrauchstauglichkeit mit Setzungen und Wandverschiebungen sowie die Bauteilnachweise des Querschnitts. Voraussetzung ist eine belastbare Baugrunderkundung mit Kennwerten für Reibungswinkel, Kohäsion und Wichte; die geotechnische Kategorie steuert den erforderlichen Untersuchungsumfang.
Hinterfüllung, Rückwandentwässerung und Frostsicherheit
Die häufigste Schadensursache an Stützmauern ist nicht eine zu geringe Wanddicke, sondern Wasserdruck hinter der Wand. Bereits ein teilweiser Wassereinstau erhöht die Beanspruchung deutlich gegenüber dem Ansatz für den trockenen Zustand. Deshalb ist die Rückwandentwässerung als tragendes Element der Konstruktion zu planen: eine dränierende Schicht aus nichtbindigem Material oder eine Dränmatte unmittelbar hinter der Wand, ein Sickerrohr am Wandfuß mit ausreichendem Gefälle, ein Filtervlies gegen Einschlämmen und ein kontrollierter, frostsicher geführter Vorfluter. Grundlage für die Ausbildung ist DIN 4095.
Das Hinterfüllmaterial soll gut verdichtbar und wasserdurchlässig sein und lagenweise nach den Vorgaben der ZTV E-StB eingebaut werden, wandnah mit leichtem Gerät, um Zwangsbeanspruchungen zu vermeiden. Die Gründungssohle ist frostfrei zu legen; im Wandbereich sind frostempfindliche Böden auszutauschen oder zu verbessern. Bei begrünbaren Bauarten ist zusätzlich zu prüfen, dass die Vegetationsschicht die Dränwirkung nicht beeinträchtigt.
Höhengrenzen, Wirtschaftlichkeit und Ausführung
Die wirtschaftliche Wandhöhe ist bei jeder Bauart begrenzt. Bei Schwergewichts- und Gabionenlösungen wachsen Sohlbreite, Materialmenge und Baugrubenaushub überproportional mit der Höhe, sodass ab einigen Metern Wandhöhe rückverankerte oder bewehrte Systeme günstiger werden. Bewehrte Erdkörper und vernagelte Wände erschließen deutlich größere Höhen, benötigen dafür aber Platz im Hinterfüllbereich beziehungsweise geeignete Verankerungsverhältnisse. Weitere Kriterien sind die zulässigen Verformungen, die Anforderungen an die Ansichtsfläche, die Verfügbarkeit von Füll- und Schüttmaterial und die Bauzeit. Bei gestaffelten Wandhöhen ist zu prüfen, ob eine Abtreppung mit Bermen die Nachweise entlastet und den Erdbau reduziert.
Verwandte ViaCon-Lösungen
Das Portfolio für Stützkonstruktionen und Hangsicherungen ist in den GeoTechnical Solutions zusammengefasst; für gegliederte Schwergewichtswände stehen die Gabionen von ViaCon und für Wände aus Betonelementen das System ViaBlock zur Verfügung. Aufbau und Bemessung der Drahtschotterkörbe erläutert der Beitrag zu Gabionen, das Tragprinzip geogitterbewehrter Erdkörper der Eintrag zur bewehrten Erde. Für Böschungen ohne durchgehende Wand ist der Beitrag zur Hangsicherung maßgeblich, und wo die Wand zugleich Auflagerkräfte eines Überbaus aufnimmt, gelten die Regeln aus dem Eintrag zum Widerlager.
Häufige Fragen zur Stützmauer
Ab welcher Höhe braucht eine Stützmauer eine statische Berechnung?
Nachzuweisen ist grundsätzlich jede lastabtragende Stützkonstruktion, unabhängig von der Höhe. Die Landesbauordnungen sehen für niedrige Stützmauern eine Verfahrensfreiheit vor, die Grenzhöhen und die Randbedingungen unterscheiden sich jedoch je Bundesland und entbinden nicht von der Standsicherheit. Verkehrslasten, geneigtes Gelände, Wasserandrang oder eine Bebauung im Einflussbereich machen einen geotechnischen Nachweis in jedem Fall erforderlich.
Welche Nachweise fordert DIN EN 1997-1 für eine Stützmauer?
Zu führen sind die Nachweise gegen Kippen beziehungsweise Verlust der Lagesicherheit, gegen Gleiten in der Sohlfuge und gegen Grundbruch, bei ungünstig geschichtetem Baugrund zusätzlich gegen Geländebruch. Ergänzt werden sie durch die Bauteilnachweise und die Gebrauchstauglichkeit mit Setzungen und Wandverschiebungen. Grundlage sind die Teilsicherheitsbeiwerte und Bemessungssituationen nach DIN 1054.
Warum ist eine Rückwandentwässerung notwendig?
Weil eingestautes Wasser hinter der Wand eine zusätzliche Beanspruchung erzeugt, die in der Regel nicht in der Bemessung enthalten ist. Eine dränierende Hinterfüllung, ein Sickerrohr am Wandfuß mit Gefälle, ein Filtervlies gegen Einschlämmen und ein gesicherter Ablauf halten den Wasserdruck dauerhaft klein. Die Ausbildung richtet sich nach DIN 4095; der Ablauf ist frostsicher und kontrollierbar zu führen.
Wodurch unterscheiden sich Gabionenwand und Bewehrte-Erde-Wand?
Die Gabionenwand trägt über das Eigengewicht der gefüllten Körbe und ist damit in der Höhe durch die erforderliche Sohlbreite begrenzt. Die Bewehrte-Erde-Wand aktiviert dagegen den Schüttboden selbst als Tragglied, indem Geogitterlagen die Zugkräfte aufnehmen; sie erreicht größere Höhen, benötigt dafür aber Platz für die Bewehrungslängen im Hinterfüllbereich.
