Die in der ,,Verdingungsordnung für Bauleistung", Teil C (VOB/C) veröffentlichten VOB-Normen beinhaltet die Allgemeinen Technischen Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV). Hierin wurde für die Leistungsbeschreibung die Einteilung des Baugrunds (Boden und Fels) in Homogenbereichen eingeführt. Die Festlegung der Homogenbereiche und deren Kennwerte erfolgt durch den Baugrundgutachter und den Planer gemeinsam auf der Grundlage des Baugrundgutachtens. Dabei sind die Eigenschaften des Baugrunds hinsichtlich der verfahrens- und gerätespezifischen Besonderheiten für jedes Gewerk zu beachten. Wichtig sind aber auch die baustellenspezifischen und baubetrieblichen Aspekte. Die Umstellung auf Homogenbereiche erfordert erhöhten geotechnischen Sachverstand auf Seiten aller Beteiligter. Der Baugrundgutachter muss über vertiefte Kenntnisse der in Frage kommenden Bauverfahren verfügen und sollte einfache Kriterien zur Abgrenzung der Homogenbereiche auf der Baustelle angeben. Die Anzahl der Homogenbereiche sollte zur besseren Übersicht bei der Ausschreibung und Abrechnung so gering wie möglich gehalten werden.

Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.

1 Einleitung

Die in der "Verdingungsordnung für Bauleistung", Teil C (VOB/C) veröffentlichten VOB-Normen beinhaltet die Allgemeinen Technischen Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV). Sie werden vom Hauptausschuss Tiefbau (HAT) des Deutschen Vergabe- und Vertragsausschuss für Bauleistungen (DVA) aufgestellt. Die fachgerechte Anwendung dieser Normen bei der Ausschreibung von Bauleistungen soll sicherstellen, dass die Leistungen eindeutig und erschöpfend beschrieben werden. Für die Gewerke des Tiefbaus und des Spezialtiefbaus kommt es besonders auf eine präzise und gleichzeitig knappe Beschreibung des anstehenden Baugrunds an, damit eine Kalkulation der Bauleistungen ohne große Vorarbeiten möglich ist.

Der HAT hat in den VOB-Normen der VOB/C die Einteilung des Baugrunds (Boden und Fels) in Homogenbereichen eingeführt. Die Absicht dabei war eine Vereinheitlichung der Bodenklassifizierung über die verschiedenen ATV-Normen hinweg, in denen sich bis dahin eine Vielfalt verschiedener Klassen mit unterschiedlichen Kriterien entwickelt hatte (Borchert; Große, 2010 und 2016). Dies betrifft die Normen:

– DIN 18300 Erdarbeiten

– DIN 18301 Bohrarbeiten

– DIN 18304 Ramm-, Rüttel- und Pressarbeiten

– DIN 18311 Nassbaggerarbeite

– DIN 18312 Untertagebauarbeiten

– DIN 18313 Schlitzwandarbeiten

– DIN 18319 Rohrvortriebsarbeiten

– DIN 18321 Düsenstrahlarbeiten

– DIN 18324 Horizontalspülbohrarbeiten.

Diese auf Homogenbereiche umgestellten Normen sind in einem Ergänzungsband zur aktuellen VOB2012 des Beuth-Verlags erschienen (DIN, 2015).

Um das Konzept im Grundsatz zu überprüfen und um erste Erfahrungen zu gewinnen initiierte das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) Pilotprojekte. Es wurden insgesamt sieben bereits ausgeschriebene oder kurz vor der Ausschreiung befindliche Bauvorhaben ausgewählt und das Konzept der Homogenbereiche darauf angewendet. Sechs dieser Projekte beziehen sich auf die DIN 18300 (Erdarbeiten) und ein Projekt auf die DIN 18311 (Nassbaggerarbeiten). Fünf der Projekte kamen aus dem Straßenbau, 2 Projekte aus dem Wasserbau. Die Projekte wurden von der jeweiligen Straßenbau- oder Wasserschifffahrtsverwaltung mit Homogenbereichen ausgeschrieben, teilweise nur fiktiv und parallel mit den alten Bodenklassen. Die Projekte wurden geotechnisch von einer Expertengruppe begleitet und in einem Abschlussbericht bewertet (Heyer et al., 2013).

2 Das Konzept der Homogenbereiche

In den betroffenen ATV ist jeweils im Abschnitt 2.3 "Einteilung von Boden und Fels in Homogenbereiche" geregelt, welche Angaben zum vorhandenen Baugrund zu machen sind. Für die Einteilung in die Homogenbereiche werden folgende Vorgaben gemacht:

Boden und Fels sind entsprechend ihrem Zustand vor dem Lösen in Homogenbereiche einzuteilen. Der Homogenbereich ist ein begrenzter Bereich bestehend aus einzelnen oder mehreren Boden- oder Felsschichten, der für [das jeweilige Baugewerk bzw. Bauverfahren] vergleichbare Eigenschaften aufweist.

Sind umweltrelevante Inhaltsstoffe zu beachten, so sind diese bei der Einteilung in Homogenbereiche zu berücksichtigen.

Für die Homogenbereiche sind folgende Eigenschaften und Kennwerte sowie deren ermittelte Bandbreite anzugeben. Nachfolgend sind die Normen oder Empfehlungen angegeben, mit der diese Kennwerte gegebenenfalls zu überprüfen sind. Wenn mehrere Verfahren zur Bestimmung möglich sind, ist eine Norm oder Empfehlung festzulegen.

In den VOB-Normen, in denen das Konzept der Homogenbereiche verwendet wird, sind die bodenmechanischen Eigenschaften und Kennwerte vorgegeben, mit denen die Homogenbereiche zu beschreiben sind. Eine Zusammenstellung dieser Kennwerte und der zugehörigen Prüfnormen sind in Tabelle 1 für Boden (Lockergesteine) und Tabelle 2 für Fels dargestellt.

Die Einteilung des Baugrunds in Homogenbereichen berücksichtigt sowohl die stofflichen Eigenschaften, die aus der Korngrößenverteilung, der Bodengruppe, den organischen Bestandteilen, Kalkgehalt und den Zustandsgrenzen ableitbar sind, als auch den natürlichen Zustand, der mit Lagerungsdichten, Zustandszahl und Festigkeiten, für Fels auch mit dem Trennflächengefüge, beschrieben wird.

In den Vertragsunterlagen sind Bandbreiten für die mögliche Streuung der Kennwerte anzugeben. Wie groß diese Bandbreite sein kann, das heißt wie weit die bautechnischen Eigenschaften innerhalb eines Homogenbereichs streuen dürfen, und welche Grenzwerte für die Abgrenzung der Homogenbereiche gegeneinander gelten, ist nicht geregelt. Im Grundsatz ist es vorgesehen, dass die Kennwerte in Labor- und Feldversuchen ermittelt werden. Prinzipiell ist aber auch die Angabe von Erfahrungswerten möglich.

Tabelle 1: Kennwerte und Prüf- bzw. Bewertungsnormen für Boden

Tabelle 2: Kennwerte und Prüf- bzw. Bewertungsnormen für Fels

Die Homogenbereiche können den Baugrundschichten entsprechen, es können aber auch mehrere Baugrundschichten zu einem Homogenbereich zusammengefasst werden. Die Anzahl der Homogenbereiche kann daher nicht größer sein als die Anzahl der Baugrundschichten, was bei der Festlegung der Schichten im Baugrundgutachten berücksichtigt werden muss.

Die Homogenbereiche für die VOB-Normen dürfen nicht für statische Berechnungen verwendet werden. Das gilt sowohl für die räumliche Anordnung als auch für die Kennwerte der Homogenbereiche. Für statische Berechnungen sind gesonderte, auf der sicheren Seite liegende Baugrundmodelle mit charakteristischen Boden- und Felskennwerten zu verwenden.

Die charakteristischen Kennwerte der Baugrundschichten sind als "vorsichtige Schätzung des Wertes im Grenzzustand" (DIN, 2011) festzulegen. Sie entsprechen daher einem "vorsichtigen" Mittelwert, der häufig nach unten hin abgeschätzt wird. Dagegen ist für die Verfahrensauswahl und den Geräteeinsatz im Tief- und Spezialtiefbau die ganze Bandbreite der Boden- und Felskennwerte maßgeblich.

3 Beispiel

Anhand eines Beispiels wird die Umsetzung der Homogenbereiche näher vorgestellt. Als Bauaufgabe soll ein Schifffahrtskanal vom alten Muldenprofil auf ein modernes Rechteck-Trapez-Profil erweitert werden. Hierbei kommen verschiedene Bauverfahren zum Einsatz (Bild 1). Die Homogenbereiche sind für die Gewerke Rammen, Bohren, Erdarbeiten und Nassbaggerarbeiten aufzustellen.

Die Einteilung des Baugrunds in Homogenbereiche und die Ausschreibung mit Homogenbereichen erfolgt in den folgenden Schritten.

1. Baugrunduntersuchung (Bohrungen, Sondierungen, Laborversuche) planen, durchführen und auswerten

2. Schichten festlegen und deren Boden- und Felskennwerte angeben

3. Festlegung der Homogenbereiche aus einzelnen oder mehreren Schichten und Angabe der Kennwerte mit Bandbreite

4. Erstellen der Leistungsbeschreibung mit Homogenbereichen

Bild 1: Beispiel Erweiterung einer Schifffahrtskanals

Das für das Beispiel bei der Baugrunderkundung aufgeschlossene Baugrundprofil mit den zugeordneten Baugrundschichten 1 bis 4 zeigt Bild 2.

Bild 2: Baugrundprofil und Schichten für das Beispiel

Für diese 4 Schichten sind die Boden- und Felskennwerte in ihrer Bandbreite zu ermitteln. Die entsprechende Zusammenstellung zeigt Tabelle 3 beispielhaft für die drei Bodenschichten. Die zu ermittelnden Kennwerte ergeben sich aus den VOB-Normen der für die Bauaufgabe einzusetzenden Bauverfahren.

Tabelle 3: Kennwerte der Bodenschichten für das Beispiel

Aus den Schichten sind dann die Homogenbereiche festzulegen. Hierbei können die Schichten entsprechend ihren Eigenschaften hinsichtlich der verschiedenen Bauverfahren unterschiedlich zusammengefasst werden. Möglich ist eine detaillierte Fassung der Homogenbereiche (Bild 3), es könnte aber auch eine gröbere Einteilung (Bild 4) gewählt werden. Wieweit verschiedene Schichten zusammengefasst werden dürfen ist nicht festgelegt. Es ist aber darauf zu achten, dass dabei die Bandbreiten der Parameter nicht zu groß werden.

Zu beachten ist hierbei, dass für das Nassbaggern eine revierspezifische Einteilung erfolgen sollte (vgl. Bild 4), da im Binnenbereich in der Regel mit Seil- oder Tieflöffelbaggern gearbeitet wird, während im maritimen Bereich häufiger Spülverfahren zur Anwendung kommen.

Bild 3: Beispiel mit bis zu vier Homogenbereichen

Für den Erdbau können die Schichten 1 und 2 zum Homogenbereich "Sande" zusammengelegt werden. In der Ausschreibung sind die Kennwerte als Vereinigungsmenge der Schichten eins und zwei anzugeben.

Bild 4: Beispiel mit jeweils zwei Homogenbereichen

Für die Erstellung der Verdingungsunterlagen bietet es sich an, die Homogenbereiche mit deren Kennwerten innerhalb der Baubeschreibung anzugeben. Dann kann in den jeweiligen Leistungspositionen auf die entsprechenden Kapitel der Baubeschreibung referenziert werden. Nach diesem Prinzip wurden u. a. die Standardleistungskataloge für den Wasserbau umgearbeitet.

4 Wer legt die Homogenbereiche fest?

Für die Festlegung der Homogenbereiche sind stoffliche und baubetriebliche Kriterien maßgeblich. Diese sind im Einzelnen

– ­ ­ ­ ­ die boden- und felsmechanischen Eigenschaften des Baugrunds,

– das Verhalten des Baugrunds bei Bearbeitung,

– die bauverfahrenstechnischen und baubetrieblichen Grundlagen des Bauprojekts und

– das Verwendungs- bzw. Verbringungskonzepte für Boden und Fels.

Da diese Kriterien sowohl den Gutachter als auch den Planer betreffen erfordert die Festlegung der Homogenbereiche eine intensive Zusammenarbeit zwischen beiden Beteiligten. Eine entsprechende Interaktion ist im Bild 5 dargestellt.

Bild 5: Zusammenarbeit Bauherr/Planer und Baugrundgutachter

Die Grundlage für die Festlegung der Homogenbereiche ist die Baugrunderkundung. Schon bei der Erstellung des Erkundungskonzepts ist es erforderlich alle für das Bauvorhaben möglichen Bauverfahren zu berücksichtigen. Diese sollten dem Baugrundgutachter frühzeitig vom Planer mitgeteilt werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass nach Vorliegen des Baugrundgutachtens alternative Bauverfahren zu betrachten sind, was in ungünstigen Fällen eine erneute Baugrunderkundung mit zusätzlichen Kosten und Planungsverzögerungen führen kann. Um dies zu vermeiden sollte die Baugrunderkundung umfänglich ausgeführt werden.

Eine Empfehlung für die Festlegung der Homogenbereiche und die Angabe der entsprechenden Kennwerte erfolgt dann durch den Baugrundgutachter im Geotechnischen Bericht nach DIN 4020 (DIN, 2011). Diese Empfehlung wird dann vom Planer mit den planerischen Aspekten des jeweiligen Bauvorhabens abgeglichen. Sollte dieser Abgleich Änderungen in den Homogenbereichen erfordern sollte eine Rückkoppelung mit dem Baugrundgutachter erfolgen, der dann auch die Kennwerte für gegebenenfalls neu festzulegende Homogenbereiche angibt. Schließlich erstellt der Planer die Leistungsbeschreibung mit den Homogenbereichen.

Festzustellen ist hier, dass der Baugrundgutachter den Bauherrn hinsichtlich der möglichen Bauverfahren und der entsprechenden Einteilung der Homogenbereiche nur fachgerecht beraten kann, wenn er über Kenntnisse hinsichtlich der Bauverfahren und deren Zusammenspiel mit dem Baugrund besitzt.

5 Wie "genau" sind Homogenbereiche und deren Parameter anzugeben?

5.1 Wie groß soll die Bandbreite der Parameter sein?

Hinsichtlich der Bandbreite für die Parameter gibt es keine Vorgaben. Hier besteht also ein weiter gutachtlicher Spielraum. Dabei ist jedoch die allgemeine Vorgabe aus §7 VOB/A zu beachten, nach der die Bauleistung eindeutig und erschöpfend zu beschreiben ist.

Eine präzise Baugrundbeschreibung mit geringen Bandbreiten der Kennwerte ist für den Auftragnehmer eine gute Grundlage für die Erstellung eines wirtschaftlichen Angebots. Allerdings ist auch die Wahrscheinlichkeit von Abweichungen und damit von Nachträgen größer. Eine große Bandbreite erfordert seitens des Auftragnehmers einen Risikozuschlag und führt damit zu Abstrichen bei der Wirtschaftlichkeit.

Eine Zusammenfassung mehrerer Schichten zu einem Homogenbereich oder zu Gruppen von Homogenbereichen führt zu größeren Bandbreiten. Für die Abgrenzung der Homogenbereiche untereinander gibt es, anders als bei den früher gültigen Bodenklassen, keine Vorgaben, so dass auch hier ein weiter Ermessenspielraum vorhanden ist.

5.2 Welche Datenbasis müssen die Kennwerte haben?

Auch zur Datenbasis, auf der die angegebenen Werte beruhen, gibt es keine Vorgaben. Grundsätzlich ist dem Bauherrn der Umfang der geotechnischen Untersuchungen frei gestellt. Der Auftragnehmer hat die Möglichkeit, anhand der in den VOB-Normen vorgegebenen Parameter und zugehörigen Prüfvorschriften die Angaben der Ausschreibung zu den Homogenbereichen zu überprüfen. Ziel einer bauseitigen Überprüfung ist in der Regel der Nachweis von Abweichungen zwischen dem Bau-Soll und dem Bau-Ist als Grundlage für Nachträge.

Der Nachweis abweichender Verhältnisse ist nur möglich, wenn der Untersuchungsumfang der Nachprüfung in einem sinnvollen Verhältnis zum Untersuchungsumfang im Rahmen der Baugrunderkundung steht. Je umfangreicher der Bauherr im Vorfeld untersucht hat, umso schwieriger wird der Nachweis abweichender Verhältnisse in der Bauphase zu führen sein. Es ist daher davon auszugehen, und das entspricht auch den Erfahrungen aus Projekten der Wasser-und Schifffahrtverwaltung, dass sich ein ausführliches geotechnisches Untersuchungsprogramm im Feld und im Labor durch die erhöhte Ausführungs- und Kostensicherheit bezahlt macht. Die im Labor und im Feld ermittelten Kennwerte sollten zusätzlich mit Erfahrungswerten verglichen und ggf. um diese erweitert werden.

6 Konsequenzen für den geotechnischen Sachverständigen

Die Umstellung wesentlicher VOB-Normen des Tief- und Spezialtiefbaus von Bodenklassen auf das Konzept der Homogenbereiche hat wesentliche Konsequenzen für alle am Bau Beteiligten. Besondere Aspekte ergeben sich für den Geotechnischen Sachverständigen. Er ist zusammen mit dem Planer verantwortlich für eine der Bauaufgabe angemessene Einteilung des Baugrunds in Homogenbereiche. Dabei trägt er Verantwortung für die Angabe der Kennwerte und ihrer Bandbreite, die vertraglich von großer Relevanz ist. Um dieser Verantwortung gerecht zu werden muss er ein ausreichendes Untersuchungsprogramm durchführen, auch wenn dies aus Kostengründen des Öfteren Überzeugungsarbeit beim Bauherrn bedarf.

Bodenmechanischen Labor- und Feldversuche kommt höhere Bedeutung zu, da sie die Grundlagen für die Angabe der Kennwerte sind. Aber auch Erfahrungswerte sollten berücksichtigt werden.

Homogenbereiche lassen mehr Freiheitsgrade für die Baugrundbeschreibung als vordefinierte Klassen. Konkrete Kriterien für die Einteilung des Baugrunds in Homogenbereiche sind in den Normen nicht enthalten, so dass hier ein weiter gutachtlicher Spielraum gegeben ist. Trotzdem sollte der Baugrundgutachter über vertiefte Kenntnisse der in Frage kommenden Bauverfahren verfügen. Eine sorgfältige Auswahl des Gutachters auch unter Berücksichtigung des Qualifikationsprofils ist zu empfehlen.

Die Verdingungsunterlagen sollten übersichtlich gehalten werden. Dies erleichtert auch die Abrechnung auf der Baustelle, die mit jedem Homogenbereich aufwändiger wird. Dafür sollte die Anzahl der Homogenbereiche so gering wie möglich gehalten werden. Ggf. ist die verfahrensspezifische Zusammenfassung mehrerer Homogenbereiche zu Gruppen von Homogenbereichen hilfreich. Die Kennwerte der Homogenbereichsgruppe ergeben sich dann aus der Vereinigungsmenge der zusammengefassten Homogenbereiche.

Der geotechnische Sachverständige sollte einfache Kriterien zur Abgrenzung der Homogenbereiche auf der Baustelle angeben. In schwierigen Fällen sind für die Abgrenzung der Homogenbereiche auf der Baustelle Labor- oder Felduntersuchungen und eine fachliche Bewertung durch den Sachverständigen erforderlich.

Nicht alle Kennwerte sind direkt ermittelbar, sondern können nur abgeleitet werden. Auf diesen Sachverhalt sollte der Planer bzw. Bauherr hingewiesen werden. Dies betrifft besonders

–­ die Dichte und Lagerungsdichte grobkörniger und gemischtkörniger Böden, die unterhalb des Geländes nur auf der Grundlage von Sondierungen mit gering abgesicherten Korrelationen oder anhand von Erfahrungswerten angegeben werden können, und

– den Anteil Steine und Blöcke, der aufgrund des großen Probenvolumens nicht anhand von Bohrungen ermittelt werden kann und für den auch kein Prüfverfahren existiert.

Kritisch sollte die Forderung nach der Untersuchung von Lockergestein hinsichtlich der Abrasivität von Lockergestein bewertet werden. Hierfür gibt es keine Vorschrift für die Probenvorbereitung, die jedoch einen fundamentalen Einfluss auf das Prüfergebnis hat (Ducker, 2011). Zwar kann ein Zahlenwert für die Abrasivität bestimmt werden, er ist aber nur beschränkt interpretierbar.

Literaturverzeichnis

B o r c h e r t, K.-M.; G r o ß e, A. (2010): Vereinheitlichung der Boden- und Felsklassen für die Normen der VOB, Teil C, in: VOB aktuell, Ausgabe 3.2010, Beuth Verlag, Berlin

B o r c h e r t, K.-M.; G r o ß e, A. (2016): Homogenbereiche im Teil C der VOB, Beitrag zur Tagung "Bauen in Boden und Fels", Technische Akademie Esslingen

DIN (2011): Handbuch Eurocode 7, Band 2: Geotechnische Bemessung, Erkundung und Untersuchung, Beuth Verlag, Berlin

D u c k e r, P. (2011): Aussagekraft des LCPC-Abrasivitätskoeffizienten am Beispiel eines rezenten Donauschotters, Geomechanics and Tunnelling 4, No. 6, Verlag Ernst & Sohn, Berlin

DIN (2015): Ergänzungsband 2015 zur VOB Gesamtausgabe 2012, Beuth Verlag, Berlin

H e y e r, D.; F e s t a g, G.; K a y s e r, J. (2013): Boden- und Felsklassen oder Homogenbereiche ­ Erkenntnisse aus den Pilotprojekten, Beitrag zur Erd- und Grundbautagung 2013 in Bamberg, Köln, FGSV C 12