Undichte Fuge
Wassereintritt in eine weiße Wanne mit Elementwänden

Zusammenfassung

In das Kellergeschoss eines neu errichteten Einfamilienhauses trat im Bereich der Boden-Wand-Fuge Wasser ein. Die Wände waren mittels Halb-Fertigteilen (Elementwände mit Kerndämmung und Ortbeton) ausgeführt. Es lagen weder ein Bodengutachten noch ein Abdichtungskonzept vor. Zum Zeitpunkt der Ortsbesichtigung wurde das Gebäude durch drückendes Wasser beansprucht.

Im Rahmen der Begutachtung wurde nachgewiesen, dass das Kellerbauwerk die Anforderungen an eine weiße Wanne mit einer – tolerierbaren – Ausnahme erfüllt. Das Schadensbild ist auf eine lokale Undichtig­­-keit im Bereich der Anschlussfuge zurückzuführen. Neben einigen Vorteilen besteht bei der Elementwand der Nachteil, dass eine Kontrolle der Ausführungsqualität des Ort­betons hier praktisch nicht möglich ist. Beim Betonieren ist daher eine noch größere Sorgfalt erforderlich als bei reinen Ortbetonwänden. Eine Beseitigung der Undichtigkeit kann durch Verpressen erfolgen, wobei unter Umständen mehrere Durchgänge erforderlich werden.

Sachverhalt

Bei einem neu errichteten Einfamilienhaus wurden die Wände des Kellergeschosses mittels Elementwänden aus Beton auf einer Stahlbeton-Bodenplatte erstellt. Bezüglich der Wasserbeanspruchung bestand Unklarheit. Ebenso lag kein Abdichtungskonzept vor. Im unteren Bereich wurden die Wände außen mit einer kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtung (KMB) versehen.

Nach der Fertigstellung des Gebäudes rügte der Bauherr einen zeitweisen Wasser­eintritt in das Kellergeschoss. Hinsichtlich dessen Ursache bestand Uneinigkeit zwischen den am Bau Beteiligten.

Feststellungen

Das Kellergeschoss des Gebäudes bindet vollständig in das Erdreich ein. Zum Zeitpunkt der Ortsbesichtigung war der Ausbau noch nicht erfolgt, so dass die Oberfläche der Bodenplatte noch einsehbar war. Die Wandflächen waren mit einem Farbanstrich versehen.

Zum Zeitpunkt des Ortstermins war im Bereich der Fuge zwischen Bodenplatte und Wand auf einer Länge von etwa einem Meter Wasser in tropfbar flüssiger Form vorhanden. Die Bilder 1 und 2 zeigen das vorge­fundene Schadensbild. Die Durchfeuchtung ­beschränkte sich auf den unmittelbaren Fugenbereich unterhalb der Innenschale der Elementwand sowie den angrenzenden Bodenbereich.

Mittels eines Messgerätes wurde zerstörungsfrei der Feuchtegehalt des Betons qualitativ bestimmt. Die Messung beruht auf dem Prinzip des kapazitiven elektrischen Feldes und liefert unter Berücksichtigung der Materialdichte einen Anhaltswert über die Größenordnung der Bauteilfeuchtigkeit. Da bei diesem Messprinzip insbesondere die Relation einzelner Messwerte – z.B. in visuell geschädigten und ungeschädigten Bereichen – relevant ist, wurde stichpunktartig an mehreren Stellen jeweils die Bauteilfeuchte in unterschiedlichen Wandhöhen gemessen. Als ­Referenzwert diente eine Messung bei der Unter­sicht der Stahlbetondecke über dem Kellergeschoss. Die Messungen ergaben, dass der Feuchtegehalt des Betons der Außen­wände (an der Innenoberfläche) mit Ausnahme des visuell geschädigten Bereichs in der Größenordnung der Ausgleichsfeuchte lag.

Der Bauherr hatte bereits vor der durchgeführten Begutachtung zur Prüfung des Wandaufbaus einen Bohrkern aus dem Sockelbereich der Außenwand entnehmen lassen. Die Bohrung mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern befand sich wenige Zentimeter oberhalb der Sohlplatte. Sie war mit einer provisorischen Dichtung verschlossen (Bild 3). Nach Auskunft des Bauherrn waren nach dem Ziehen des Bohrkerns einige Liter Wasser durch die Bohrung in den Raum geströmt.

Der Bohrkern ist in Bild 4 dargestellt. Links im Bild sind die Innenschale der Elementwand sowie der Ortbeton ersichtlich. Etwa mittig im Querschnitt des Ortbetons befand sich ein beschichtetes Fugenblech. Zur Außenseite hin schlossen an den Ortbeton eine Kerndämmung aus expandiertem Polystyrol (EPS) ­sowie die Außenschale der Elementwand an. Auf der Außenseite der Elementwand befand sich eine kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung (KMB). Deren Dicke betrug im Mittel weniger als einen Millimeter. In der Beschichtung zeichneten sich die Abdrücke einer Noppenbahn ab.

Die Dicke der Innenschale betrug ca. sechs Zentimeter. Beim Bohrkern war deutlich ­er­-sichtlich, dass die an den Ortbeton angrenzende Verbundfläche der Innenschale mit einer rauen Oberfläche ausgeführt war. Hinsichtlich des Verbundes wurden keine Fehl­stellen festgestellt. Der Ortbeton wies einen Zuschlag mit einem Größtkorn von acht Millimetern auf. Auf Bild 5 ist anhand des unterschiedlichen Größtkorns sowie aufgrund eines geringen Farbunterschieds die Verbundfläche zwischen Innenschale und Ortbeton ersichtlich.

Auch beim beschichteten Fugenblech wies der Bohrkern keine Fehlstellen des Verbundes zum Beton auf. Das Blech befand sich etwa mittig in der zwölf Zentimeter dicken Ortbetonschicht. Die Dicke der Kerndämmung sowie der Außenschale betrugen jeweils sechs Zentimeter.

Die am Bohrkern ermittelten Abmessungen der Elementwand sowie der Bauteilquerschnitt sind im Bild 6 skizziert. Zwischen der Unterkante des Fertigteil-Elements und der Oberkante der Bodenplatte befand sich eine Mörtel- bzw. Betonfuge mit einer Dicke von etwa 2,5 cm. Auf Bild 7 ist diese Anschlussfuge – im Bereich derer partiell das Schadensbild des Wassereintritts vorlag – erkennbar.

Entsprechend einer vorliegenden Leistungs­beschreibung sollten die Wände außen bis zu einer Höhe von etwa einem Meter mit einer kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtung (KMB) versehen werden. Um die Höhe der Beschichtung zu überprüfen sowie zur Messung der Schichtdicke an einer weiteren Stelle – neben dem Bohrkern – wurde außen unterhalb eines Kellerfensters am Grund der dort befindlichen Böschung eine Schürfe angelegt. Die Brüstungshöhe des Fensters entsprach etwa einer Höhe von einem Meter oberhalb der Bodenplatte.

Es wurde festgestellt, dass die Kellerwand im Bereich der Schürfe außen mit einer KMB versehen war. Die Schichtdicke betrug – analog zur Feststellung beim Bohrkern – im Mittel weniger als einen Millimeter. Vor der Wand befand sich eine Noppenbahn. Im Einver­neh­men mit den Beteiligten wurden die hinsichtlich der kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtung (KMB) getroffenen Feststellungen als repräsentativ für die weiteren Wände angesehen.

Die Schürfe wurde bis zu einer Tiefe von etwa 30 cm unterhalb der Fensterbrüstung angelegt. Dabei ergab sich, dass zum Zeitpunkt des Ortstermins Wasser im Baugrund anstand. Der Wasserspiegel lag etwa 25 cm unterhalb der Fensterbrüstung und veränderte sich über einen Zeitraum von etwa ­einer halben Stunde bis zum Ende der Orts­besichtigung nicht.

Bewertung

Aufgrund des nicht vorliegenden hydrologischen Gutachtens bzw. Bodengutachtens mit Angaben zur Wasserbeanspruchung ist es zunächst erforderlich, in dieser Hinsicht eine Bewertung vorzunehmen. Dazu ist bereits die anlässlich des Ortstermins getroffene Feststel­lung zum Wasserstand im Baugrund hilfreich, obgleich sie lediglich eine Momentaufnahme darstellt. Aufgrund dieser Feststellung ist bereits klar, dass als Wasserbeanspruchung mindestens der Lastfall „stauendes Sickerwasser“, also zeitweise drückendes Wasser anzusetzen ist.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Vornahme einer Kernbohrung bei Unkenntnis der hydrologischen Beanspruchung ein großes Risiko birgt. Wäre zum Zeitpunkt der durch den Bauherrn veranlassten Kernbohrung das Kellergeschoss ebenso wie zum Zeitpunkt der Ortsbegehung durch drückendes Wasser beansprucht gewesen, so hätte eine partielle Flutung des Keller­geschosses vermutlich kaum verhindert werden können. Der Bauherr hatte hier großes Glück, dass lediglich einige Liter Wasser in das Gebäude geströmt sind.

Eine Abdichtung gegen die hier mindestens anzusetzende Beanspruchung durch zeitweise drückendes Wasser kann entweder als „schwarze Abdichtung“ gemäß DIN 18195-6 [1] oder als weiße Wanne entsprechend der WU-Richtlinie [2] hergestellt werden. In diesem Zusammenhang wird zunächst die im unteren Wandbereich vorhandene kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung (KMB) bewertet.

Gemäß DIN 18195-6 [1] sowie der KMB-Richtlinie [3] muss beim Lastfall „aufstauendes Sickerwasser“ die Bitumendickbeschichtung in zwei Arbeitsgängen aufgebracht werden, wobei nach dem ersten Arbeitsgang eine Verstärkungslage einzulegen ist. Die Min­desttrockenschichtdicke beträgt vier Millimeter. Beide Anforderungen werden durch die vorgefundene KMB nicht erfüllt. Die gemessene Schichtdicke von im Mittel weniger als einem Millimeter genügt nicht einmal den Anforderungen an eine kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtung beim geringstmöglichen Lastfall „Bodenfeuchte“ [3]. Daher kann der vorhandenen Bitumendickbeschichtung aus technischer Sicht keine planmäßige dichtende Funktion zugeschrieben werden; die KMB wird insofern bei der Bewertung nicht weiter angesetzt.

Aufgrund der hinsichtlich der KMB vorgenommenen Bewertung muss die Abdichtung im vorliegenden Fall im Sinne einer weißen Wanne vom Kellerbauwerk selbst übernommen werden. Die Funktionalität einer weißen Wanne wird durch eine Kombination mehrerer Maßnahmen erzielt. Zunächst wird durch die Verwendung eines geeigneten WU-Betons sichergestellt, dass dieser eine ausreichend geringe Wassereindringtiefe aufweist. Zudem ist entweder durch eine ausreichende Bewehrung sicherzustellen, dass die auftretenden Risse eine maximal zulässige Rissbreite nicht überschreiten (Bauweise mit beschränkter Rissbreite) oder es ist durch eine geeignete Konstruktion sicherzustellen, dass keine schädlichen (Trenn-)Risse auftreten (Bauweise mit verminderter Rissbildung). Darüber hinaus bedarf die Ausbildung der Fugen und Durchdringungen besonderer Maßnahmen.

Für dieses Gebäude konnten Lieferscheine des Ortbetons für die Bodenplatte und die Wände zur Verfügung gestellt werden. Demnach wurde ein geeigneter Beton mit einem hohen Wassereindringwiderstand verwendet.

Hinsichtlich der in der Bodenplatte planmäßig vorhandenen Bewehrung wurde rechnerisch nachgewiesen, dass diese zur Be­schrän­kung der Rissbreiten gerade ausreichend ist. Die Elementwände wiesen keine rissbreitenbeschränkende Bewehrung auf. Dies ist im Regelfall auch nicht erforderlich [2], [4], da sich die Elementwände nach deren Herstellung im Fertigteilwerk nahezu zwangfrei verformen können. Bei Elementwänden mit Kern­dämmung – wie im vorliegenden Fall – kommt die dichtende Funktion allein dem Ortbeton in Verbindung mit der Innenschale des Fertigteils zu. Gemäß der Auslegungen zur WU-Richtlinie [5] muss in diesem Fall die Dicke von Ortbetonkern und Innenschale für die Beanspruchungsklassen 1 und 2 mindestens 200 mm betragen. Außerdem muss der lichte Abstand zwischen Dämmung und Innenschale die Anforderungen der WU-Richtlinie [2] erfüllen, die sich nach dem Größtkorn richten.

Bei der vorliegenden Konstruktion erfüllt die vorhandene Dicke von Ortbeton und Innen­schale die Anforderung nicht. Die weiteren Regelungen der WU-Richtlinie [2] werden jedoch eingehalten; insbesondere wies der Ortbeton (Anschlussmischung) beim Bohrkern einen guten Verbund zur Innenschale und zum Fugenblech auf. Daher wird die Unterschreitung der in [5] geforderten Mindestdicke von Ortbetonkern und Innenschale hier aus technischer Sicht als tolerierbar angesehen. Bei der Kerndämmung handelt es sich hier um eine EPS-Dämmung (expandiertes Polystyrol), die bis zu einer Eintauchtiefe von drei Metern als Perimeterdämmung zulässig ist.

Hinsichtlich des beschichteten Blechs als Fugendichtung zwischen Sohlplatte und Wänden wurde bei dem vorliegenden Bohrkern kein technischer Mangel festgestellt. Die Wand-­Wand-Fugen wurden gemäß vorliegen­der Unterlagen ebenfalls gedichtet.

In der Konsequenz liegt somit eine weiße Wanne vor. Der festgestellte Wassereintritt ist auf eine lokale Undichtigkeit im Bereich der Boden-Wand-Fuge zurückzuführen. Dies begründet sich – neben den vorstehenden Ausführungen – mit dem dafür „klassischen“ Schadensbild [6], welches ganz typisch für eine Undichtigkeit dieser Fuge ist.

Elementwände bieten den Vorteil, dass die Herstellung einer Schalung entfällt. Darüber hinaus ist im Regelfall keine rissbreitenbeschränkende Bewehrung erforderlich. Das Betonieren erfordert jedoch eine größere Aufmerksamkeit als bei Ortbetonwän­den. Kiesnester bzw. unzureichend verdich­tete Bereiche können nicht visuell erkannt werden, da sie durch die Schalen des Fertigteils verdeckt werden. Das bedeutet, dass eine Kontrolle der Ausführungsqualität nur nach Abstellen der Wasserhaltung bzw. bei Beanspruchung durch drückendes Wasser möglich ist.

Wenn auch Wände und Bodenplatte des Kellers eine weiße Wanne darstellen, so sind dennoch über die Beseitigung der Undichtigkeit hinausgehende Maßnahmen erforderlich. Dies begründet sich mit dem beim Ortstermin festgestellten Wasserstand im Baugrund. In den Erläuterungen zur WU-Richtlinie [7] wird ausgeführt, dass der Bemessungswasserstand abhängig von den vorliegenden ­Informationen einen angemessenen Sicherheitszuschlag enthalten sollte. In der DIN 18195-6 [1] findet sich eine analoge Regelung, wobei konkret ein Zuschlag von mindestens 300 mm gefordert wird. Zum Zeitpunkt des Ortstermins lag der Wasserspiegel aber nur etwa 25 cm unterhalb der Fensterbrüstung, so dass in dieser Hinsicht weitere Maßnahmen erforderlich sind.

Instandsetzung

Die Beseitigung der lokalen Undichtigkeit kann mittels Verpressen erfolgen, gegebenenfalls in mehreren Durchgängen.

Zur Klärung der Frage, inwieweit das ­Gebäude in aufstauendes Sickerwasser oder gegebenenfalls zeitweise in Grundwasser einbindet, ist die Erstellung eines entsprechenden hydrologischen Gutachtens erforderlich. Soweit der Lastfall „aufstauendes ­Sickerwasser“ vorliegt, kann zur Vermeidung eines Wassereintritts über das Kellerfenster eine Dränage hergestellt werden. Wenn das Gebäude zeitweise in das Grundwasser einbindet und der Bemessungswasserstand weniger als 30 cm unterhalb des Kellerfensters anzusetzen ist, wird eine Dränage wirkungslos. Dann müssen andere Maßnahmen umgesetzt werden.

In diesem Fall kann beispielsweise ein geeigneter Lichtschacht druckwasserdicht vor dem Kellerfenster an den Baukörper angeschlossen werden. Dabei ist auch eine fachgerechte Entwässerung des Lichtschachts herzustellen (vergleiche Beitrag „Bauschäden“ in DBZ 08/2011). Mit der Montage eines Lichtschachts geht gegenüber der aktuellen Situation mit einer Böschung eine Verschlech­terung des Tageslichteinfalls in den Kellerraum einher. Daher ist aus technischer Sicht – abhängig von den Ergebnissen des hydrologischen Gutachtens und bei Zustimmung des Bauherrn – gegebenenfalls auch der Einbau eines druckwasserdichten Fen­sters (Hochwasserschutz-Fenster) möglich.

Literatur
[1] DIN 18195-6: „Bauwerksabdichtungen – Abdichtungen gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Sickerwasser, Bemessung und Ausführung“, Ausgabe 08/2000
[2] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: „DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“, Ausgabe 11/2003 mit Änderungen 03/2006
[3] Deutsche Bauchemie: „Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) – erdberührte Bauteile – (KMB-Richtlinie)“, Ausgabe 05/2010
[4] Lohmeyer, G., Ebeling, K.: „Weiße Wannen – einfach und sicher“, 7. überarbeitete Auflage, Verlag Bau+Technik, 2006
[5] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, DAfStb-Unterausschuss „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“: Auslegungen zur WU-Richtlinie, Stand 03/2006
[6] Lohmeyer, G., Ebeling, K.: „Schäden an wasserundurchlässigen Wannen und Flachdächern aus Beton“, 4. vollständig überarbeitete Auflage, Reihe „Schadenfreies Bauen“, Fraunhofer IRB Verlag, 2007
[7] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: „Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“, Heft 555, 2006

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