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16. Göttinger Abwassertage – 24.02.2016Markus DohmannStadtbauamt Backnang
Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Moderne Rohr- und Schacht-materialien im Kanalbau
Polyvinylchlorid – Polypropylen – Polyethylen – GFK
16. Göttinger Abwassertage – 24.02.2016Markus DohmannStadtbauamt Backnang
Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Schlechte Erfahrungen mit den traditionellen Rohr- undSchachtmaterialien (Steinzeug / Beton)
Warum werden diese Materialien immer häufiger eingesetzt?
Schadensbilder an vorhandenen Kanälen und Schächten
16. Göttinger Abwassertage – 24.02.2016Markus DohmannStadtbauamt Backnang
Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Ist hierfür wirklich das Rohr- bzw. Schachtmaterial verantwortlich? Nein – in den meisten Fällen nicht!Nein – in den meisten Fällen nicht!
Schlechte Erfahrungen mit den traditionellen Rohr- undSchachtmaterialien (Steinzeug / Beton)
Warum werden diese Materialien immer häufiger eingesetzt?
Schadensbilder an vorhandenen Kanälen und Schächten
Planungsfehler Ausschreibungsfehler Ausführungsfehler
„Fehlende“ Bauüberwachung„Fehlende“ Qualitätssicherung
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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☺ „Günstigere Kosten“ für Lieferung und Einbau
☺ Einfacheres Handling auf der Baustelle (Transport,Lagerung und Verlegung)
☺ „Bessere Dichtwirkung“ der Rohr- bzw. Schachtbauteil-verbindungen
☺ „Weniger“ Rohr- bzw. Schachtbauteilverbindungen
☺ „Bessere Beständigkeit“ (Korrosion, Abrieb undHochdruckspülung)
Warum werden diese Materialien immer häufiger eingesetzt?
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Die DIN EN 1401 regelt die Anforderungen an die Herstellungund Verlegung von PVC Vollwandrohren.DIN EN 1401 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen –Weichmacherfreies Polyvinylchlorid (PVC-U) – Teil 1 und Teil 3
Rohre und Schächte aus PVC
Herstellung von PVC Rohren im Extrusionsverfahren(Formteile im Spritzgussverfahren oder Handarbeit)
Rohre müssen zu mindestens 80 % und Formteile zumindestens 85 % aus PVC bestehen
Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN/OD)und Nennsteifigkeit (SN) – Formteile zusätzlich nachDurchmesser/Wanddicken-Verhältnis (SDR)
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Baulänge 0,5 m bis 6 m (Hersteller und Nennweiten abhängig)
Rohre und Schächte aus PVC
SDR 41 / SDR 34 / SDR 27
DN/OD 110 bis DN/OD 800
SN 4 / SN 8 / „SN 10“ / „SN 12“ / SN 16
Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonder-bauteile erhältlich (teilweise Sonderanfertigungen möglich)
ACHTUNG: Einige Rohrhersteller haben kein„vollständiges“ Formteilprogramm.
Ausschließlich Rohre in der Kreisgeometrie
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Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie fürdie Erneuerung / den Neubau in geschlossener Bauweise
Rohre und Schächte aus PVC
Rohrverbindung: Steckmuffe und Klebemuffe
Anschlussanbindung: Abzweige, Sattelstücke 90° undKlebesättel
Quelle: Funke Kunststoffe GmbH
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Rohre und Schächte aus PVC
PVC Schächte DN 800 und DN 1000 verfügbar (DN 1000 Schächte jedoch nur mit einem profilierten
Wandaufbau und nicht vollständig aus PVC)
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DN/OD 110 bis DN/OD 630
Rohre und Schächte aus PPDie DIN EN 1852 regelt die Anforderungen an die Herstellungund Verlegung von PP Vollwandrohren.DIN EN 1852 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen –Polypropylen (PP) – Teil 1 und Teil 3
Herstellung von PP Rohren im Extrusionsverfahren undWickelverfahren (Formteile im Spritzgussverfahren oderHandarbeit)
Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN/OD)und Nennsteifigkeit (SN) – Formteile zusätzlich nachDurchmesser/Wanddicken-Verhältnis (SDR)
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SN 4 / SN 8 / „SN 10“ / „SN 12“ / SN 16
SDR 33 / SDR 26 / SDR 22
Rohre und Schächte aus PP
Baulänge 0,5 m bis 10 m (Hersteller und Nennweiten abhängig)
Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonder-bauteile erhältlich (teilweise Sonderanfertigungen möglich)
ACHTUNG: Einige Rohrhersteller haben kein„vollständiges“ Formteilprogramm.
Ausschließlich Rohre in der Kreisgeometrie
Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie fürdie Erneuerung / den Neubau in geschlossener Bauweise
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Rohre und Schächte aus PP
Quelle: Karl Schöngen KG
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Rohre und Schächte aus PP
Quelle: Karl Schöngen KG
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Rohre und Schächte aus PPRohrverbindung: Steckmuffe und Schweißverbindung
Anschlussanbindung: Abzweige und Sattelstücke 90°(geschraubt und geschweißt)
PP Schächte werden in der Regel mit einem profiliertenWandaufbau hergestellt (im Wickelverfahren können auchVollwandschächte hergestellt werden)
Quelle: REHAU AG
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Rohre und Schächte aus PEDie DIN EN 12666 regelt die Anforderungen an die Herstellungvon PE Vollwandrohren.DIN EN 12666 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen –Polyethylen(PE) – Teil 1
Herstellung von PE Rohren im Extrusionsverfahren undWickelverfahren (Formteile im Spritzgussverfahren oderHandarbeit)
Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN/OD) undDurchmesser/Wanddicken-Verhältnis (SDR)
DN/OD 110 bis DN/OD 1200
SDR 26 / SDR 17,6 / SDR 17 / SDR 11
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Rohre und Schächte aus PEPE 80 / PE 100 / PE 100 RC / PE 100 mit Schutzmantel
Quelle: Wavin GmbHQuelle: Wavin GmbH
Baulänge 6 m und 12 m (Standard)
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Rohre und Schächte aus PE
Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie fürdie Erneuerung / den Neubau in geschlossener Bauweise
Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonder-bauteile erhältlich (Sonderanfertigungen möglich)
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Rohre und Schächte aus PERohrverbindung: Steckmuffe und Schweißverbindung
Anschlussanbindung: Abzweige und Sattelstücke 90°(geschraubt und geschweißt)
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Rohre und Schächte aus PEPE Schächte werden in der Regel mit einem profiliertenWandaufbau hergestellt (im Wickelverfahren können auchVollwandschächte hergestellt werden)
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Profilierte Rohre und SchächteDie DIN EN 13476 regelt die Anforderungen an die Herstellungvon Rohren aus PVC, PP und PE mit profilierter Wandung.DIN EN 13476 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen –Rohrleitungssysteme mit profilierter Wandung aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U),Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) – Teil 1, Teil 2 und Teil 3
Quelle: Funke Kunststoffe GmbH
Kerngeschäumter Wandaufbau
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Profilierte Rohre und SchächteSonstige möglichen Wandaufbau
Rippenprofil Wickelprofil
Hohlkammerprofil Hohlkammerprofil
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Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN),Wandaufbau / Rohrkonstruktion (Typ A oder Typ B) undNennsteifigkeit (SN)
Profilierte Rohre und Schächte
PVC: DN 150 bis DN 500
PP: DN 150 bis DN 3600
PE: DN 300 bis DN 3600
Herstellung von profilierten Rohren im Extrusionsverfahren,und Wickelverfahren – von profilierten Schächten im Wickel-verfahren, Spritzgussverfahren und Rotationsverfahren
Baulänge 0,5 m bis 12 m (Hersteller und Nennweiten abhängig)
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Profilierte Rohre und SchächteVerschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonder-bauteile erhältlich (Sonderanfertigungen möglich)
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Profilierte Rohre und Schächte
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Rohrverbindung: Steckmuffe und Schweißverbindung (PP / PE)
Anschlussanbindung: Abzweige und Sattelstücke 90°(geschraubt und geschweißt)
Profilierte Rohre und Schächte
Quelle: Stadtwerke Troisdorf GmbH
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Profilierte Rohre und Schächte
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Schächte aus PVC / PP / PEDie DIN EN 13598-2 regelt die Anforderungen an Schächteaus PVC, PP und PE.DIN EN 13598-2 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für erdverlegte drucklose Abwasserkanäle und -leitungen– Weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U), Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) –Teil 2:Anforderungen an Einsteigschächte und Kontrollschächte für Verkehrsflächen und tiefe Erdverlegung
Quelle: REHAU AGQuelle: Göttinger Entsorgungsbetriebe
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Die DIN EN 14364 regelt die Anforderungen an die Herstellungvon GFK Rohren.DIN EN 14364 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für Abwasserleitungen und -kanäle mit oder ohne Druck –Glasfaserverstärkte duroplastische Kunststoffe (GFK) auf der Basis von ungesättigtem Polyesterharz (UP) –Festlegungen für Rohre, Formstücke und Verbindungen
Rohre und Schächte aus GFK
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Herstellung von GFK Rohren im Schleuderverfahren(DIN 16869) und im Wickelverfahren (DIN 16868)
Baulänge 3 m, 6 m und 12 m (Standard) (Hersteller abhängig)
Rohre und Schächte aus GFK
Eingruppierung der Rohre nach Nennweite (DN), Nenndruck(PN) und Nennsteifigkeit (SN)
SN 2.500 / SN 5.000 / SN 10.000 (Standard)
DN 100 bis DN 4000
PN 1 / PN 6 / PN 10 (Standard)
Verschiedenste Formteile / Übergangsstücke / Sonder-bauteile erhältlich (Sonderanfertigungen möglich)
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Kreisprofil sowie verschiedenste Sonderprofile (Eiprofile /Maulprofile / Parabelprofile / Haubenprofile / etc.)
Rohre und Schächte aus GFK
Rohre für die Renovierung im Rohrliningverfahren sowie fürdie Erneuerung / den Neubau im Vortriebsverfahren
Quelle: HOBAS Rohre GmbH Quelle: Aarsleff Rohrsanierung GmbH
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Rohre und Schächte aus GFKRohrverbindung: Steckmuffe, Flansch, GFK- / Stahlkupplungund Laminat
Anschlussanbindung: Sattelstücke 45° und 90 ° (geschraubtund geklebt) und Abzweige
Quelle: HOBAS Rohre GmbH
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Rohre und Schächte aus GFKRohrverbindung: Steckmuffe, Flansch, GFK- / Stahlkupplungund Laminat
Anschlussanbindung: Sattelstücke 45° und 90 ° (geschraubtund geklebt) und Abzweige
Quelle: HOBAS Rohre GmbH Quelle: HOBAS Rohre GmbH
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Rohre und Schächte aus GFKDie DIN EN 15383 regelt die Anforderungen an die Herstellungvon GFK Schächten.DIN EN 15383 Kunststoff-Rohrleitungssysteme für Abwasserleitungen und -kanäle – Glasfaserverstärkteduroplastische Kunststoffe (GFK) auf der Basis von Polyesterharz (UP) – Einsteig- und Kontrollschächte
Quelle: HOBAS Rohre GmbH Quelle: HOBAS Rohre GmbH
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Planung beim KanalbauAuswahl / Festlegung des zum Einsatz kommenden Rohres(Material, Dichtungssystem, Baulänge, Art der Anschluss-anbindung, etc.)
Hydraulische Dimensionierung der herzustellenden Anlagen
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Planung beim KanalbauStatische Auslegung der herzustellenden Anlagen(Schächte, Kanäle und gegebenenfalls Leitungen)
Beton / Stahlbeton Steinzeug GGG PVC PP PE-HD
E-Modul Kurzzeit [N/mm²] 3.000 1.250 800
E-Modul Langzeit [N/mm²] 1.500 312 160
Biegefestigkeit Kurzzeit [N/mm²] 90 39 21
Biegefestigkeit Langzeit [N/mm²] 50 17 14
30.000 50.000 170.000
---------- ---------- ----------
Das Kriechverhalten von Kunststoffen wird durch die Verwendung der Langzeitwerte berücksichtigt
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Planung beim KanalbauStatische Auslegung der herzustellenden Anlagen(Schächte, Kanäle und gegebenenfalls Leitungen)Folgende Angaben / Festlegungen sind zwingend erforderlich:- Überdeckungshöhe über Rohrscheitel / Grundwasserstand über Rohrsohle- Verkehrslasten / Flächenlasten- Anstehender Boden / Boden Grabenverfüllung (Art und Verdichtung)- Baugrund unter dem Rohr- Grabenbreite- Einbau- und Überschüttungsbedingungen- Auflagerart und Auflagerwinkel- Wirkungsweise der Verkehrslasten / „oberen“ Erdlasten (nur bei Schächten)- Maßnahmen zur Auftriebssicherung (i.d.R. nur bei Schächten im Grundwasser)
Festlegung in der Planung / AusschreibungKontrolle der Einhaltung während der Ausführung
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Detaillierte und ausführliche Ausschreibung (Baube-schreibung, Leistungsverzeichnis und ggf. ZTV‘s / ETV‘s)
Planung beim KanalbauDetaillierte und ausführliche Ausführungsplanung (beimEinsatz von Kunststoffschächten sind Schachtzeichnungenzu empfehlen)
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Ausführung beim Kanalbau
Grabenwand
untere Bettungs-schicht
Grabensohle
Untere Bettungsschicht• mindestens 100 mm• Empfehlung: 100 mm + 1/10 DN• bei Fels und steinigem Boden
mindestens 150 mm
Grabensohle muss tragfähig sein
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Ausführung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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untere Bettungs-schicht
Ausführung beim Kanalbau
Grabenwand
Grabensohle
Gründungsschicht• erforderlich bei einer nicht trag-
fähigen Grabensohle• Dicke ist abhängig von den
Untergrundbedingungen, jedochmindestens 300 mm
Gründungsschicht
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Ausführung beim Kanalbau
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Ausführung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Ausführung beim Kanalbau
Grabenwand
untere Bettungs-schicht
Grabensohle
obere Bettungsschicht
Obere Bettungsschicht• die Dicke der Bettungsschicht
richtet sich nach dem Auflage-winkel
• Winkel 90° 0,15 vom DNWinkel 120° 0,25 vom DNWinkel 180° 0,50 vom DN
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Grabenwand
untere Bettungs-schicht
Grabensohle
Ausführung beim Kanalbau
obere Bettungsschicht
Seitenverfüllung
Seitenverfüllung• beide Seiten des Rohres gleich-
mäßig in Lagen aufschütten und sorgfältig verdichten
• Verdichtung nur von Hand bzw. leichtem Verdichtungsgerät
• Zwickelverdichtung sehr wichtig
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Ausführung beim Kanalbau
Verdichtung gegen den gewachsenen Boden
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Grabenwand
untere Bettungs-schicht
Grabensohle
Ausführung beim Kanalbau
obere Bettungsschicht
Seitenverfüllung
Abdeckung
Abdeckung• in der Regel 300 mm• mindestens 150 mm über Rohr-
schaft bzw. 100 mm über der Rohrverbindung
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Ausführung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Qualitätssicherung beim KanalbauKontrolle / Prüfung / Freigabe von Fertigungszeichnungenund statischen Berechnungen der Rohre und Schächte
Kontrolle / Überwachung der zum Einsatz kommendenMaterialien und Baustoffe
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Qualitätssicherung beim KanalbauKontrolle / Prüfung / Freigabe von Fertigungszeichnungenund statischen Berechnungen der Rohre und Schächte
Kontrolle / Überwachung der zum Einsatz kommendenMaterialien und Baustoffe
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Qualitätssicherung beim KanalbauKontrolle / Überwachung der Ausführung der Arbeiten(konsequente Bauüberwachung)
Steine größer 16 mm
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Kontrolle / Überwachung der Ausführung der Arbeiten(konsequente Bauüberwachung)
Steine größer 16 mm
Verdichtungskontrolle durch den Auftragnehmer (Eigen-überwachung gemäß ZTV A-StB 12)
Qualitätssicherung beim Kanalbau
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Qualitätssicherung beim KanalbauVerdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / dieBauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle)
kurzfristige / umgehende Auswertung der Ergebnisse der Verdichtungskontrolle
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Verdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / dieBauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle)
Qualitätssicherung beim Kanalbau
untere Bettungsschichtanstehender Boden
Zwickelbereich
Bereich oberhalb Kämpfer
Abdeckung Leitungszone
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53
Verdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / dieBauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle)
Qualitätssicherung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
54
Qualitätssicherung beim KanalbauVerdichtungskontrolle durch den Auftraggeber / dieBauüberwachung (stichprobenartige Kontrolle)
untere Bettungsschichtanstehender Boden
Zwickelbereich
Bereich oberhalb Kämpfer
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55
Qualitätssicherung beim KanalbauBestandsvermessung der erstellten Schächte, Kanäle undLeitungen am offenen Graben
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
56
Qualitätssicherung beim KanalbauNach Abschluss der Maßnahme Sichtprüfung der Schächte,Kanäle und Leitungen (Begehung / TV Untersuchung)
Nach Abschluss der Maßnahme Druckprüfung derSchächte, Kanäle und Leitungen
Nach Abschluss der Maßnahme Verformungsmessung /Deformationsmessung der Schächte und Kanäle- Mechanisches Abtastverfahren- Laser- / Lichtringverfahren (System verschiedener Kamerasysteme)- 3D Laserscanning (im begehbaren Bereich)- Messkreuz- / Schablonentechnik (im begehbaren Bereich)
Dokumentation der Baumaßnahme im Kanalinformations-system
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Qualitätssicherung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
58
Qualitätssicherung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
59
Qualitätssicherung beim Kanalbau
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Rissbildung imPVC Rohr
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Moderne Rohr- und Schachtmaterialien im Kanalbau: PVC – PP – PE – GFK
61
Schäden / Mängel beim Kanalbau
Verformung / Deformation biegeweicher Rohre (Grund: Leitungszone nicht fachgerecht ausgeführt)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Verformung / Deformation biegeweicher Rohre (Grund: Leitungszone nicht fachgerecht ausgeführt)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Ausbiegung inder Sohle
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Verformung / Deformation biegeweicher Rohre (Grund: Nicht fachgerechte Bettung der Rohre – Steine /
Bauschutt in der Leitungszone der Rohrleitung)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Wurzeleinwuchs vor Ablauf der Gewährleistungsfrist(Grund: Wurzeln haben im Laufe von vier Jahren die Dichtung
zerstört – Druckprüfung bei der Abnahme war in Ordnung)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Rohrverbindung PE Rohr undicht – Boden sichtbar(Grund: Elektroschweißmuffe nicht verschweißt –
Gewährleistungsabnahme einer Berstliningmaßnahme)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
PE Schweißsattelstück undicht und abgerissen(Grund: Sattelstück nicht fachgerecht eingebaut / verschweißt
– Gewährleistungsabnahme einer Berstliningmaßnahme)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Rissbildung im Scheitel bei einem GFK Rohr(Grund: Verdichtung oberhalb Rohrscheitel nicht fachgerecht ausgeführt – Einsatz von zu schwerem Verdichtungsgeräte)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Klebesattelstück beim GFK Rohr nicht fachgerecht eingebaut
Sattelstück beim PP Rohr nicht fachgerecht eingebaut
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Schachtanbindung PP Rohrvor Ablauf der Gewährleistung
(Berstliningverfahren)
Schäden / Mängel beim Kanalbau
Schachtanbindung PP Rohr vor Ablauf der Gewährleistung
(TIP Verfahren)
Boden sichtbar
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Schachtanbindung PP Rohr vor Ablauf der Gewährleistung
(TIP Verfahren)
Schäden / Mängel beim Kanalbau
Schachtanbindung PE Rohrvor Ablauf der Gewährleistung
(Spülbohrverfahren)
Boden sichtbar
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Schäden an PE Schächten
Schweißnaht gerissen
RissbildungSchachtsohle
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
Verformung PP Rohr beim Berstliningverfahren(Grund: Einsatz von PP Rohr DN/OD 160 mit einer Wandstärke
von 7,4 mm beim dynamischen Berstliningverfahren)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
PE Sattelstück DN/OD 160 (SDR 17,6) – Anschlusskanaljedoch DN/OD 160 (SDR 33)
Leitung mit drei verschiedenen Rohrmaterialien (mit unter-schiedlichen Eigenschaften)
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Schäden / Mängel beim Kanalbau
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Markus Dohmann Telefon: 0 71 91 / 8 94 - 2 75Große Kreisstadt Backnang Telefax: 0 71 91 / 8 94 - 1 66-Stadtbauamt Backnang- Email: markus.dohmann@backnang.deStiftshof 2071522 Backnang
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