Trockenmauern als elementares Gestalten im Raum

Wenn wir die Vereinigung von Bauwerk und Natur suchen, dann liefern Trockenmauern lebendige Beispiele der gelungenen Integration des Gebauten mit dem Naturgegebenen. Trockenmauern stellen einmalige Zeugnisse des „elementaren Gestaltens im Raum“ dar. Die Werkstoffe werden aus der Natur entnommen, die Natur wird geschichtet und geformt und dadurch, dass die Flächen unversiegelt bleiben, bleibt die Natur ein wesentlicher Bestandteil des Gebauten, sodass sich eine eigene Flora und Fauna herausbildet und der Wasserhaushalt nicht beeinträchtigt wird. Für Weinbergschnecken, Eidechsen, Salamander und andere Kleintiere bildet sich ein Paradies.

Das Formen beginnt ganz ursprünglich im Bauen und Bebauen des Landes. Ein Ziehen von Furchen und das Anlegen von Äckern mag am Anfang der Kultivierung stehen und ist gleichzeitig auch schon die erste „Verwandlung“ [2] der Natur. Wie sanfte Wellen überziehen die Furchen die Erde. Selbst die Strohballen und Garben und die Art und Weise, wie sie am Feld angeordnet werden, deuten eine Art Architektur an.

Die Verwandlung des Landes setzt sich mit dem Terrassieren von Hängen zur Gewinnung von Anbauflächen fort, womit der Mensch in aller Welt „am urtümlichsten und somit auffälligsten Landschaft“ baut, indem er Mauern anlegt und das anbaubare Land erweitert. Insbesondere der Ackerbau verlangte nach ebenen Anbauflächen, um den Boden vor der Erosion zu schützen und um darüber hinaus den Ertrag durch die Erweiterung der Anbauflächen zu steigern.

Bevor eine Mauer angelegt wird, stellt sich natürlich die Frage nach dem Zweck. Handelt es sich um eine frei stehende Mauer, ist die Mauer frei stehend, dient aber als Rückhaltemauer gegenüber Feststoffen bei Hochwasser oder ist die Mauer als Stützmauer konzipiert? Aus statischer Sicht ergeben sich aus diesen Fragestellungen die komplexen und mitunter auch komplizierten Lastsituationen und Lastkomninationen.

Die Bauart sieht eine einhäuptige Mauer vor, bei welcher im Querschnitt eine Gesteinsschicht angeordnet ist, sowie zweihäuptige Mauern mit zwei Gesteinsschichten.

Das Anlegen einer Trockenmauer setzt zuallererst einmal das Freimachen des Geländes und das Ausführen des Einschnittes voraus. Die Fundamentunterkante ist mit Bedacht auf die frostfreie Tiefe zu wählen, um Frosthebungen zu verhindern. Es geht sodann um die sorgfältige Wahl des Bausteines, welcher genügend druckfest und frostsicher sein muss.

Unterschieden wird zwischen labiler und stabiler Bauweise. Die labile Bauweise umfasst Bauwerke ohne Mörtel, die folglich genügend Bewegungsfreiheit haben, um die Frosthebungen mitzugehen. Stabile Bauweisen mit Mörtel sind hingegen auf ein festes Fundament angewiesen.

Als Fundamentstein werden große und flache Steine verwendet. Unter Verwendung des Schnurgerüstes und der Richtschnur wird die spätere Geometrie, aber auch die Neigungen festgelegt. Die Mauerwerkssteine werden sodann so geschichtet, dass sich möglichst viele Kontaktflächen bilden, die einen tragfähigen Verband erzeugen.

Die eigentlichen Bausteine des Mauerwerks werden Läufer genannt. Diese haben eine Sichtfläche, während die Hintermauerungssteine keine Sichtfläche haben. Die Füllsteine füllen die Hohlräume aus. Bei zweihäuptigen Mauern verbinden die Binder die beiden Seiten. Sie sind entsprechend lange. Das Richtmaß beträgt einen Binderstein alle 0.5 Quadratmeter Sichtfläche, mindestens in jeder vierten Schicht. Die Decksteine der Mauerwerkskrone sind schwer auszuführen; die Tragfähigkeit gegenüber horizontalen Kräften beruht nämlich auf Reibungskräften, die durch hohe Auflasten aktiviert werden.

Die „Architektur“ der Fugen macht den späteren Mauerwerksverband aus. Der darüber liegende Stein wird immer auf zwei Steine gelagert. Dadurch werden Stoßfugen minimiert. Dort, wo von dieser Mauerwerksgestaltung abgegangen wird, wird die Mauer instabil.

Grundsätzlich dürfen Trockenmauern aus statischer Sicht nur als Schwergewichtsmauern verwendet werden. Das Mauerwerk wirkt mit seinem Eigengewicht aus Steinen einer äußeren Belastung, etwa dem Erddruck, entgegen. Die geneigte Ausführung lenkt die Kräfte folglich günstig um. Der Mauerwerksfuß sowie das Fundament aktivieren einen passiven Erddruck, der dem Gleiten und Verdrehen widersteht.

Der Mauerwerksverband wirkt über Reibung: Indem die Mauerwerkselemente relativ schwer sind, wird eine Reibung zwischen den Steinen erzeugt. Wesentlich ist folglich die Übertragungsfläche oder Kontaktfläche, über welche sich die Reibungskräfte übertragen können. Indem die Fugen mit Bruchstücken ausgefüllt werden, wird die Reibung erhöht. Auf jedes Element wirkt die vertikale Schwerkraft, aber auch der Erddruck. Indem der Erddruck mit der Tiefe zunimmt, entsteht eine gekrümmte Stützlinie. In der Fuge wirkt die Reibung entgegen.

Umgekehrt gilt aber auch: Umso höher die Wand, umso größer sind die Reibungskräfte. Allerdings nehmen dann auch die Knickspannungen zu. Indem sich Wasser hinter der Mauer aufstaut und ein Auftrieb entsteht, sind die Widerstände allerdings reduziert und die Lasten erhöht. Um die Sicherheiten im statischen System genügend zu berücksichtigen, werden die Steinmassen nur zum Teil angesetzt.

Indem die Trockenmauer in einer Neigung ausgeführt wird, entsteht ein Viel- oder Fünfeck, das in Anlehnung an die geotechnischen Nachweise bei Böschungen wiederum in Teilgleitflächen unterteilt werden kann, indem für jedes einzelne Element das Kräftegleichgewicht aufgestellt wird. Die Bemessung verläuft nicht deutlich anders als im Mauerwerksbau oder Gewölbebau: Die Stützlinie darf die Kernweiten nicht verlassen. In der Stützlinie entstehen nur Druckkräfte, senkrecht dazu Spaltzugkräfte.

Das Gesamtbauwerk wird geotechnisch nachgewiesen auf:

  • Grundbruch
  • Böschungsbruch
  • Gleitsicherheit
  • Kippsicherheit

Sodann ist aber auch jede einzelne Elementreihe auf Gleiten und Kippen nachzuweisen. Für den Nachweis auf Gleiten ist der Reibbeiwert anzusetzen. Jede einzelne Fuge ist auf Böschungsbruch nachzuweisen.

Grundsätzlich wirken Trockenmauern ähnlich wie ein Felsverband. Was im Felsverband die Klüfte sind, in denen sich Reibung aufbaut, ist in der Trockenmauer die Fuge. Folglich sind Trockenmauern der Versuch des Menschen, aus dem Bruchstein des Felses einen neuen, felsartigen Verband zu schaffen.

Im Gegensatz zu Stützmauern aus Beton ist das Bauen mit Naturstein vollkommen rückbaubar und zirkulär. Der Reiz besteht darin, dass keine künstlichen Werksteine verwendet, sondern eigentlich die Natur nur neu assembliert wird.

Für die Sanierung von Trockenmauern gilt es, die Eingriffe zu minimieren, das Bestehende zu erhalten, konstruktive Eingriffe nicht-invasiv zu halten, im Verständnis der einwirkenden Kräfte, der realistischen Widerstände, aber auch der natürlichen Einflüsse aus Vegetation und Wasser, das Bestehende weiter zu entwickeln.

Literatur:

[1] Stiftung Umwelt-Einsatz Schweiz (Hrsg.): „Trockenmauern – Grundlagen, Bauanleitung, Bedeutung“, Haupt-Verlag, Bern 2014

[2] Kristian Sotriffer: „Geformte Natur – Strukturen zwischen Acker und Haus im Alpenbereich“, Arunda, Wien 1981

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