Einsatz von Beton für Schutzbauwerke gegen Wildbachgefahren

Publiziert in: Zement und Beton 3/2008 

Einsatz von Beton für Schutzbauwerke gegen Wildbachgefahren 

Jürgen Suda 1) , Christoph Skolaut 2) , Konrad Bergmeister 1) , Florian Rudolf-Miklau 3) , Johannes Hübl 4) 

1) Institut für konstruktiven Ingenieurbau, Department für Bautechnik und Naturgefahren, Universität für Bodenkultur 

2) Forsttechnischer Dienst für Wildbach und Lawinenverbauung, Sektion Salzburg 

3) Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Abteilung IV/5, Wildbach- und Lawinenverbauung 

1 Einleitung 

4) Institut für alpine Naturgefahren, Department für Bautechnik und Naturgefahren, Universität für Bodenkultur 

Der Schutz von Siedlungsraum und Infrastruktur vor Naturgefahren ist eine komplexe Aufgabe. Am 

besten kann ein optimaler Schutzgrad durch ein integrales Schutzsystem erreicht werden (Tab. 

1.1). Dieses System besteht aus passiven Schutzmaßnahmen (präventive Raumplabnung, 

Gefahrenzonenplanung, Gebäudeschutz,…) und aktiven Schutzmaßnahmen (Bewirtschaftung der 

Einzugsgebiete, forstlich biologische Maßnahmen, technische Schutzmaßnahmen). 

Wildbachsperren aus Beton sind ein Teil der technischen Schutzmaßnahmen. 

Tab. 1.1: Systematik der Schutzmaßnahmen gegen Wildbachgefahren nach ONR 24800; aus [1], S.93 

Aktive 

Schutzmaßnahme 

n 

Passive 

Schutzmaßnahmen 

vorbeugende 

Wirkung 

Reaktion auf das Ereignis 

vorbeugende Wirkung 

Ereignisdisposition 

beeinflussend 

direkt auf den Prozess 

einwirkend 

Permanente Wirkung Temporäre Wirkung 

Bewirtschaftung der Einzuggebiete 

Forstlich-biologische Maßnahmen 

Ingenieurbiologische Maßnahmen 

Technische Schutzmaßnahmen 

Technische Schutzmaßnahmen 

Gefahrenzonenplan 

gefahrenangepasste Raumplanung und 

Landnutzung 

Gebäudeschutz (Objektschutz) 

Katastrophenschutzpläne 

Seite 1 

Sofortmaßnahmen (im 

Ereignisfall) 

Information 

Warnung 

Alarmierung 

Sperre 

Evakuierung 

Reaktion auf das Ereignis Katastrophenmanagement 

Die äußere Form von Wildbachsperren wird primär von deren Funktion, die sie entsprechend des 

Schutzzieles und der maßgeblichen Prozesse im Wildbach erfüllen sollen, bestimmt. 

Geschlossene (öffnungsfreie) Bauwerke werden hauptsächlich als Sperrenstaffelungen für die 

Stabilisierung und Konsolidierung der Bachsohle und der umliegenden Hänge eingesetzt. Offene 

Bauwerke (Bauwerke mit Öffnungen oder Schlitzen) sind in der Lage komplexere Funktionen zu 

erfüllen. Sie werden zum Rückhalt (Rückhaltesperren) und der Dosierung (Dosiersperren) von 

Wasser und Geschiebe sowie zum Brechen und Bremsen von Muren (Murbrecher) eingesetzt. 

In den letzten Jahrzehnten hat sich Stahlbeton als der geeignetste und dauerhafteste Baustoff für 

diese Bauwerke herausgestellt.

2 Wildbachprozesse 


Schutzbauwerke im Wildbach werden durch Wildbachprozesse beansprucht. Nach 

ONR 24800 [13] werden unter dem Begriff „Wildbachprozesse“ Gerinneprozesse, die im Wildbach 

ablaufen, zusammengefasst. Diese Prozesse können in die Abtrags- (Mobilisierung), die 

Transport- (Verlagerung) und die Ablagerungsprozesse (Sedimentation) eingeteilt werden. 

Charakteristisch für Wildbachprozesse sind die kurze Anlaufzeit, die kurze Gesamtdauer und 

deren unmittelbarer Zusammenhang mit vorangehenden exzessiven meteorologischen 

Ereignissen (Starkregen, Dauerregen). Neben den Feststoffen in Form von Geschiebe spielt in 

Wildbächen auch das Wildholz (Schadholz) eine wesentliche Rolle. 

Bei den Verlagerungsprozessen kommen zu den in Flüssen bekannten fluviatilen 

Verlagerungsarten die murartigen Verlagerungsarten hinzu. Man unterscheidet somit die 

Verlagerungsarten Hochwasser, fluviatiler Feststofftransport, murartiger Feststofftransport und 

Murgang (Tab. 2.1). 

Tab. 2.1: Eigenschaften unterschiedlicher Verlagerungsprozesse in einem Wildbach nach ONR 24800; aus [1], S.107 

Verlagerungstyp Hochwasser Mure 

Verlagerungsart fluviatil murartig 

Terminus Hochwasser 

Fluviatiler 

Feststofftransport 

Murartiger 


Murgang 

Prozesstyp Reinwasserabfluss schwach Feststofftransport stark Murgang 

Fließverhalten newtonisch newtonisch annähernd newtonisch nicht newtonisch 

Vol. Feststoffkonzentration 

(ca. Bereich) 

Promillebereich 0-20 % 20-40 % >40% 

Größtkorn mm-cm -dm -m -m 

Dichte (ca. Bereich) 1000 kg/m³ 1700 kg/m³ 

Maßgeblich wirkende 

Kräfte 

Turbulenz, 

Schleppspannung 

Turbulenz, 

Schleppspannung 

Auftrieb, Turbulenz, 

Schleppspannung, 

dispersiver Druck 

Auftrieb, dispersiver Druck, 

viskose und friktionale Kräfte 

Feststoffe sohlennah Feststoffe sohlennah 

Verteilung der 

Feststoffe im 

Querschnitt 

(rollend, hüpfend, 

springend) und 

Schweb verteilt im 

(rollend, hüpfend, 

springend) und 

Schweb verteilt im 

Feststoffe und Schweb 

verteilt im Querschnitt 

Feststoffe verteilt im 

Querschnitt 

Querschnitt 

Querschnitt 

Schaden durch Wasser und Schweb 

Wasser, Schweb und 

Geschiebe 

Feststoffe und Wasser Feststoffe (und Wasser) 

3 Bautypen von Wildbachsperren 

3.1 Allgemein 

Wildbachsperren werden quer zur Bachachse (Prozessrichtung) angeordnet und zählen somit zu 

den Querbauwerken. In der Regel wirken sie als Bauwerksverband auf die Prozesse ein. Diese 

Bauwerksverbände stellen eine Kombination von Längs- und Querbauwerken sowie baulichen 

Schutzmaßnahmen mit Flächenwirkung dar. Die Bauwerksverbände der Wildbachverbauung kann 

man in Regulierungen, Staffelungen und Funktionsketten einteilen (Abb. 1). 

Eine Regulierung ist eine geschlossene Verbauung eines Bachlaufes, die aus einer Kombination 

von nicht unterbrochenen, beidseitigen Uferschutzbauwerken (Längsbauwerke) und 

Querbauwerken mit sohlstabilisierender Wirkung besteht (Abb. 1 A). Ihre Funktion ist die Ableitung 

Seite 2


von Fließprozessen (Hochwasser, Muren), die Stabilisierung des Gerinnes und der Schutz der 

Ufer gegen Erosion. 

Eine Staffelung (Sperrenstaffel) ist eine Serie von mehreren aufeinander folgenden Sperren oder 

Grundschwellen ähnlicher Bauart und Funktion in einem Abstand, der dem geplanten Gefälle der 

Bachsohle (Verbauungsgefälle) entspricht (Abb. 1 C). Die Funktionen sind Konsolidierung des 

Baches, Geschieberückhalt und Energieumwandlung. 

Eine Funktionskette ist eine Serie von mehreren aufeinander folgenden Schutzbauwerken 

unterschiedlicher Bauart und Funktion, deren Wirkung in Kombination Schutz vor einem oder 

mehreren Wildbachprozessen bietet. (Abb. 1 B) 

A 

6 

1 Murbrecher 

B 

2 Staffel aus Konsolidierungssperren 

3 Absturzbauwerk 

1 

7 

2 

3 

4 Retentionsbecken 

5 Dosiersperre 

Seite 3 

5 

2 

4 

6 Ufermauer 

7 Grundschwellen 

Abb. 1: Beispiele für Bauwerksverbände der Wildbachverbauung: (A) Regulierung; (B) Funktionskette; (C) 

Staffelung; aus [1], S.119 

Mit spezialisierten Schutzbauwerken können Entstehungsprozesse, Verlagerungsprozesse oder 

Ablagerungsprozesse beeinflusst werden. Je nach Art der Wirkung von Wildbachsperren auf den 

Prozess (Leitfunktion) können die Bauwerke in Funktionstypen nach Tab. 3.1 eingeteilt werden. 

C


Tab. 3.1: Funktionstypen von Wildbachsperren nach ONR 24800; aus [1], S.115 

Funktionstyp Beeinflusste Prozesse Anwendungsbereich Wirkungsprinzip Ausmaß der Wirkung 

Stabilisierung 

Konsolidierung 

Retention 

Dosierung 

Filterung 

Energieumwandlung 

Reinwasserabfluss 

fluviatiler Feststofftransport 



murartiger 


Murgang 



(fallweise auch Murgänge) 




murartiger 


Murgang 

Wildholz 

murartiger 


Murgang 

gesamter Wildbach 

Ober- und Mittellauf 

Mittel- und Unterlauf 




Seite 4 

der Prozesswirkung 

vorbeugend 

der Prozesswirkung 

vorbeugend 


einwirkend 


einwirkend 


einwirkend 


einwirkend 

volle Wirkung für 

Bemessungshochwasser, 

teilweise Wirkung für 

Hangstabilität 


Bemessungshochwasser 

ohne Beanspruchung 

durch vorangegangene 

Ereignisse und 

Hangprozesse 





Ereignisse 

teilweise bis volle Wirkung 

für 




Ereignisse 






Ereignisse 






Ereignisse 

Neben der Leitfunktion lassen sich Wildbachsperren noch nach der Konstruktionsart und dem 

statischen System unterteilen (Tab. 3.2). 

Tab. 3.2: Grundlegende Klassifikation für Wildbachsperren nach ONR 24800; aus [1], S.120 

Leitfunktion 

Konstruktionsart 

statisches 

System 

Stabilisierung 

Konsolidierung 

Konsolidierungssperre 

Grundschwellen 

Sohlgurten 

Rampen 

Vollwandsperre 

(Geschlossene Sperre) 

Offene Sperre 

Gewichtssperre 

Gewölbeperre 

(Bogensperre) 

Retention 

(Rückhalt) 

Dosierung Filterung Energieumwandlung 

Retentionssperre Dosiersperre Filtersperre 

Wasser- 

Geschiebe- 

Muren- 

retentionssperre 

Wasser- 

Geschiebe- 

dosiersperre 

Grobgeschiebe- 

Wildholz- 

filtersperre 

Murbrecher 

Absturzbauwerk 

Bremsbauwerk 

Einfache Vollwandsperre Mehrfache Vollwandsperre (Kaskadensperre) 

Kronengeschlossene Sperre Kronenoffene Sperre 

Kleindolige Sperre 

Großdolige Sperre 

Schlitzsperre 

Plattensperre Aufgelöste Tragwerke 

Einfache 

Plattensperre 

Pfeilerplattensperre 

Winkelstützmauer 

Massenaktive 

Tragwerke 

Grobfilter 

Murbrecher 

Aufgelöste 

Sperre 

Gittersperre 

Netzsperre 

Seilsperre 

Vektoraktive Tragwerke 

Gittersperre 

(biegesteif) 

Netzsperre 

(biegeweich)


Der für die Funktion wesentlichste Unterschied in der Konstruktionsart ist, ob die Sperre Öffnungen 

besitzt (offene Sperre) oder nicht (geschlossene Sperre). Die Einteilung der offenen Sperren 

erfolgt nach dem Kriterium des Vorhandenseins einer durchgehenden oder unterbrochenen 

Sperrenkrone: es werden kronengeschlossene und kronenoffene Sperren unterschieden. Neben 

diesen Bautypen in Massivbauweise gibt es die Gruppe der Gittersperren, Netzsperren und 

Seilsperren (Abb. 2). 

A 

B C 

D 

E 

H I 

F G 

Abb. 2: Beispiele für Typen von Wildbachsperren klassifiziert nach der Konstruktionsart (Ansicht von der Luftseite 

der Sperren): (A) Vollwandsperre; (B) kronengeschlossene kleindolige Sperre; (C) kronengeschlossene 

großdolige Sperre; (D) kronengeschlossene Sperre mit Schlitzdolen; (E) – (G) Schlitzsperren; (H) Aufgelöste 

Sperre; (I) Netzsperre; (J) Gittersperre; nach [8] 

Die Form des Bauwerkes muss auf den jeweiligen Einzelfall abgestimmt werden. Grundsätzliche 

Aussagen über die Eignung von bestimmten Bautypen sind bei einer Darstellung der 

Zusammenhänge zwischen Funktionstyp, Konstruktionstyp und statischem System der 

Sperrenbauwerke möglich. Als Entscheidungshilfe für den Planer bei der Wahl eines geeigneten 

Bautyps kann die Einordnung der Sperrentypen in die Funktions-Konstruktions-Matrix (Tab. 3.3) 

unter Berücksichtigung der Eignung dienen. In einem zweiten Schritt kann die Eignung des 

statischen Systems (Tragwerkstyp) in der Konstruktions-Tragwerks-Matrix abgelesen werden (Tab. 

3.4). 

Die Funktions-Konstruktions-Matrix (Tab. 3.3) zeigt, dass geschlossene Sperren 

(Vollwandsperren) und Sperren mit kleineren Öffnungen primär für die Funktionen der 

Konsolidierung und Retention eingesetzt werden. Darin kommt eines der wichtigsten 

Planungskriterien für Wildbachsperren zum Ausdruck, die Durchgängigkeit des Bauwerks für 

Feststoffe und Wasser: Je größer der Anteil der Öffnungen an der gesamten Sperrenfläche ist, 

Seite 5 

J


desto größer die Durchgängigkeit und desto mehr verschiebt sich die Funktion vom Rückhalt in 

Richtung Dosierung und Filterung grober Feststoffkomponenten. Bei Schlitzsperren und 

großdoligen Sperren tritt durch die rückschreitende Erosion bei ablaufendem Hochwasser eine 

zeitversetzte (Teil-)Entleerung des Verlandungsraumes nach dem Hochwasser ein. 

Tab. 3.3: Einordnung von Sperrentypen im Zusammenhang mit Funktionstyp und Konstruktionstyp (Funktions- 

Konstruktions-Matrix); aus [1], S.121 

Funktionstyp 

Konstruktionstyp 

Offene Sperre 

geschlossene Sperre 

(Vollwandsperre) 

Dolensperre 

kleingroßdoligdoligSchlitzsperre Aufgelöste 

Sperre 

Gittersperre 

Netzsperre 

Seilsperre 

Konsolidierung Konsolidierungssperre 

Retention 

Geschieberetentionssperre 

(Wasserretentionssperre) 

Dosierung Geschiebedosiersperre 

Filterung 

(Grob-) Geschiebefiltersperre 

Wildholzfiltersperre 


Absturzsperre Murbrecher 

Tab. 3.4: Einordnung von Sperrentypen im Zusammenhang mit dem statischem System und dem Konstruktionstyp 

(Konstruktions-Tragwerksmatrix); aus [1], S.122 

Statisches System 

Gewichtssperre 

geschlossene 

Sperre 

(Vollwandsperre) 

Konsolidierungssperre 


Absturzsperre 

Dolensperre 

klein- 

großdolig 

dolig 

Seite 6 

Konstruktionstyp 

Offene Sperre 

Schlitzsperre 

Geschiebedosiersperre 

Aufgelöste 

Sperre 

Geschiebefiltersperre 

Wildholzfiltersperre 

Murbrecher 

Gewölbesperren 

Plattensperren 

Reine Plattensperren 

Geschiebedosiersperre 

Pfeilerplattensperren Konsolidierungssperre Geschiebedosiersperre 


Geschiebefilter 

Winkelstützmauer 

Aufgelöste Tragwerke 

Absturzsperre 

Wildholzfilter 

Murbrecher 

Geschiebe- 

Massenaktive Tragwerke 

filter 


Vektoraktive Tragwerke 

3.2 Beschreibung der Funktionstypen 

Gittersperre 

Netzsperre 

Seilsperre 

Geschiebefilter 


Von den unterschiedlichen Entwurfsparametern für die Form einer Wildbachsperre ist die 

zugeordnete Leitfunktion (Funktionstyp) der wesentlichste, daher werden die Bautypen nach 

Funktionstyp geordnet vorgestellt. Dabei beschränken sich die Ausführungen auf Bautypen in 

Massivbauweise. Die Bauwerke müssen sowohl hydraulisch als auch statisch bemessen werden. 

Auf diese Punkte wird in diesem Beitrag nicht eingegangen. Ausführungen dazu finden sich in [1] 

[14] und [15] bzw. teilweise in älteren Veröffentlichungen wie [2] [3] und [5].

3.2.1 Stabilisierung und Konsolidierung 


Die Stabilisierung umfasst alle Maßnahmen, die dazu dienen, die Sohle und die Ufer (samt den 

Einhängen) in der vorherrschenden Lage zu sichern und gegen Seiten- und Tiefenerosion zu 

schützen. Die Konsolidierung umfasst Maßnahmen, die der Unterstützung der Hänge oberhalb des 

Bauwerks durch eine Hebung der Gerinnesohle dienen. Konsolidierungsmaßnahmen bewirken 

eine maßgebliche Reduktion des Sohlgefälles, eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit, die 

Ausbildung von freien Überfällen (Abstürzen) und eine Umwandlung der Energie des 

Fließprozesses. Damit verbunden ist eine Reduktion der Geschiebetransportkapazität, die 

entweder zu einer Verringerung der Erosionsleistung oder zur temporären Ablagerung 

(Sedimentation) transportierter Feststoffe führt. Die Wirkungsweise einer Konsolidierungsstaffel ist 

in Abb. 3 dargestellt. 

H s 

4 Wall 

6 

5 

1 4 

2 

3 

7 

L K 


5 Sperre oder Grundschwelle 6 Verlandungsraum 

Abb. 3: Abfluss in einer Sperrenstaffelung, aus [1], S.125 

L 

I v 

6 

>I N 

ϕ 

Seite 7 

1 ursprüngliches Gefälle 

2 mittleres Verlandungsgefälle 

3 Kolk 

5 

7 Überfall 

Horizontalniveau 

Zur Stabilisierung/Konsolidierung können Sohlgurte, Grundschwellen, Vollwandsperren und 

Rampen eingesetzt werden. Hinweise zur Bemessung und Konstruktion von 

Konsolidierungssperren findet sich in [1] [5] und [7]. 

3 

7 

6 

4 

ϕ'


Abb. 4: Stabilisierung/Konsolidierung: (A) Staffel aus Konsolidierungssperren mit Kronen aus Kalkstein; (B) 

Konsolidierungssperre mit Konsole und Stahlpanzer; (C) Konsolidierungssperre mit Doppeltrapezprofil in der 

Abflusssektion; (D) Konsolidierungssperre mit Niederwasserrinne 

3.2.2 Retention 

Die Retention umfasst den Rückhalt von Wasser oder Feststoffen. Die Retention (der Rückhalt) 

von Wasser dient der Verringerung des Scheitelabflusses. Sie erfolgt durch Rückhaltebecken 

(stehende Retention) oder durch Aktivierung von Überflutungsflächen (-räumen) (fließende 

Retention). Die Retention von Geschiebe geschieht durch den Stauraum einer Sperre oder eines 

Ablagerungsbeckens. Retentiertes Geschiebe bedarf meist einer künstlichen (maschinellen) 

Räumung oder einer künstlich eingeleiteten Spülung des Stauraums, um die ursprünglich 

vorhandene Rückhaltekapazität wieder herzustellen 1 . 

Zur Retention von Hochwasser (Wasserretentionssperre) werden geschlossene Sperren 

eingesetzt (Abb. 5). Als Betriebsorgan dient meistens ein ungesteuerter Durchlass (Grundablass). 

In letzter Zeit wurden auch gesteuerte Hochwasserrückhaltebecken errichtet. Hinweise dazu finden 

sich beispielsweise in [6]. Zur Geschieberetention werden auch kleindolige Dolensperren 

eingesetzt und die unter 3.2.3 vorgestellten Bautypen. Grundsätzlich findet eine Retention von 

Feststoffen an allen Bauwerken zur Dosierung und Filterung statt, da sich durch die Unterbrechung 

im Fließkontinuum und die dadurch reduzierte Fließgeschwindigkeit Material ablagert. 

1 

Eine natürliche Spülung des Stauraums findet nur in Wildbächen mit hohem Basisabfluss oder hoher Frequenz 

kleinerer Hochwasserereignisse in zufrieden stellendem Ausmaß statt. 

Seite 8


Abb. 5: Wasserretention: (A) und (C) Ansicht von der Luftseite; (B) und (D) Ansicht von der Wasserseite mit 

vorgesetztem Wilholzfliter (senkrechter Rechen) 

3.2.3 Dosierung und Filterung 

Bautypen, die zur Dosierung und Filterung eingesetzt werden, sind sehr ähnlich, da sich diese 

beiden Prozesse schwer voneinander trennen lassen. Bei diesen Bautypen sind in den Öffnungen 

oder davor oft Verschlusselemente wie Rechen oder Balken angeordnet. 

Bei der Dosierung kommt es durch die Wirkung des Bauwerkes zu einem Rückstaueffekt hinter 

dem Bauwerk. Dadurch wird Wasser zurückgehalten und durch die Verringerung der 

Fließgeschwindigkeit Feststoffe abgelagert. Das temporär zurückgehaltene Wasser wird 

zeitverzögert in den Unterlauf abgegeben. Bei Hochwasser abgelagertes Geschiebe wird dosiert 

mit der ablaufenden Hochwasserwelle oder bei Mittelwasser abtransportiert (Spülung). Bauwerke 

zur Dosierung weisen in der Regel einen höheren Fließwiderstand als Filterbauwerke auf. 

Filterbauwerke besitzen große Öffnungen und erzeugen im Optimalfall wenig Rückstau. Die 

Filterung findet an den funktionalen Sperrenteilen wie Rechen oder Balken statt. Das Ziel einer 

Filterung ist der selektive Rückhalt von groben Feststoffkomponenten (Wildholz, Blöcke) aus 

einem Fließprozess. Dadurch soll verhindert werden, dass diese Komponenten im Unterlauf zur 

Verklausung oder Blockade des Abflussprofils führen. 

Seite 9

8 

7 


1 Schlitz 2 Großdolen 3 Rechen 4 Schlanke Pfeiler 

5 Scheiben 6 Balken 

1 

4 

7 

8 

7 Ablagerung von Material 

8 

Seite 10 

6 

7 

5 

3 

2 

7 

8 Retentionsbecken 

Abb. 6: (A) Schlitzsperre; (B) Kombinierte Dosier- und Filtersperre mit Vorsperre; (C) Wildholzfiltersperre; (D) 

Dosiersperre mit Balken 

Als Dosier- und Filtersperre in Massivbauweise können Schlitzperren, großdolige Sperren oder 

aufgelöste Sperren eingesetzt werden. Wenn an großdoligen Sperren eine Filterwirkung erwünscht 

ist, z.B. Filterung von Wildholz, wird dieser ein Filterbauwerk (z.B. Schrägrechen) vorgesetzt (Abb. 

7 C,D). Die hydraulische Bemessung dieser Bauwerke erfordert praktische Erfahrung und wird 

häufig durch Modellversuche unterstützt um die gewünschte Wirkung im Prozess zu erzielen. 

Hinweise zur Bemessung und Konstruktion dieser Bauwerke findet sich in [1] [4] und [6]. 

8


Abb. 7: Dosierung und Filterung: (A) einfache Schlitzsperre mit Balken; (B) Dosiersperre mit Balken; (C) 

Filterbauwerk (Schrägrechen) vor einer großdoligen Dosiersperre; (D) großdolige Dosiersperre; (E) 


3.2.4 Energieumwandlung 

Eine Energieumwandlung umfasst die Reduktion der Energie eines Fließvorganges durch die 

Bremswirkung eines Bauwerks (Murbrecher) oder durch Absturz (Absturzbauwerke). Durch diese 

Maßnahme wird die Fließgeschwindigkeit reduziert, die Eigenschaft des transportierten Mediums 

verändert und der Verlagerungsprozess transformiert. Da es bei einer Reduktion des 

Energieniveaus des Prozesses zu einer Ablagerung von Material kommt, sind diese Bauwerke 

zumeist mit einem Rüchhalteraum kombiniert. 

Seite 11

Mure 

hohe kinetische Energie 


Abb. 8: (A) Wirkungsprinzip eines Murbrechers; (B) Wirkungsprinzip von Absturzsperren 

Als Murbrecher werden in der Regel aufgelöste Sperren eingesetzt. Die Energieumwandlung findet 

durch das geringere Gefälle im Retentionsbecken und beim Auftreffen der Mure auf das Bauwerk 

statt. Dabei wird der grobe Teil des Murmaterials (Murkopf) abgelagert und die 

Fließgeschwindigkeit des restlichen Prozesses verringert (Abb. 8 A). 

Da Murbrecher auf den vollen Murdruck bemessen werden ist meistens der Kippnachweis des 

gesamten Bauwerkes der entscheidende Nachweis. Zur Sicherstellung einer ausreichenden 

Dauerhaftigkeit werden die von Muren beaufschlagten Bauwerksbereiche mit Stahlblechen 

(t = 8 bis 20 mm) gepanzert (Abb. 9 A). Näheres zur Bemessung, Anwendung und Konstruktion 

von Murbrechern findet sich in [1] [7] [9] und [11]. 

Murabsturzbauwerke sind ähnlich Konsoliderungsstaffeln gebaut. Die Bereiche zwischen den 

Bauwerken sind als Retentionsbecken ausgebildet. Die Energieumwandlung finden an den 

künstlichen Überfällen statt (Abb. 8 B und Abb. 9 B). Näheres zur Anwendung und Konstruktion 

von Absturzbauwerken findet sich in [10]. 

Seite 12


Abb. 9: Energieumwandlung: (A) Ansicht eines Murbrechers mit gepanzerten Scheiben von der Wasserseite; (B) 

Ansicht eines Murbrechers von der Luftseite; (C) Staffel aus Absturzbauwerken; (D) Detailansicht eines 

Abstrurzbauwerkes (Quelle C,D: [10]) 

4 Betontechnologie und konstruktive Durchbildung in der Praxis der WLV 

Stahlbeton hat sich aufgrund der hohen Beanspruchung der Bauwerke durch die 

Wildbachprozesse als dauerhafter Baustoff bewährt. Wesentlich sind die hohe 

Widerstandsfähigkeit gegen den Wechsel von Feuchtigkeit und Trockenheit bei stark 

schwankender Wasserführung und Temperaturextremen in den weitgehend exponierten Lagen 

sowie die Widerstandsfähigkeit gegen den stetigen Abrieb durch Geschiebe. Als Bewehrungsstahl 

wird üblicherweise ein BSt 500 oder BSt 550 verwendet. 

4.1 Expositionsklassen 

Für Schutzbauwerke sind in der Regel die Expositionsklassen XC, XF und XM nach 

ÖNORM B 4710-1 relevant. In den häufigsten Fällen ist für den Sperrenkörper die Klasse XC3 

(Wasserdruckhöhe 2 - 10 m), selten XC4 (Wasserdruckhöhe > 10 m) erforderlich. Für kleinere 

Bauwerke (z.B. Grundschwellen, Grobsteinschlichtungen in Beton) kann auch XC2 ausreichend 

sein. Als Kriterium für den Frost sollte bei häufig eingestauten Bauwerken von XF3 ausgegangen 

werden. In Bächen in denen während der Frostperiode keine Wasserführung bzw. kein Einstau 

des Bauwerkes zu erwarten ist, ist XF1 ausreichend. Ist ein Schutzbauwerk im direkten 

Einzugsbereich einer Straße errichtet ist zusätzlich die Relevanz der XD-Klassen und XF2 sowie 

XF4 zu untersuchen. Diese Klassen können für Ufermauern, die eine Straße stützen und 

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Kombinationsbauwerke (z.B. Sperre – Straßenbrücke) relevant sein. Zur Sicherstellung eines 

ausreichenden Widerstandes des Betons und einer ausreichenden Dauerhaftigkeit der Bewehrung 

sind die Anforderungen an die Mindestbetondeckung in ÖNORM B 1992-1-1 und die 

Betonzusammensetzungen und -eigenschaften nach ÖNORM B 4710-1 einzuhalten. 

4.2 Chemischer Angriff 

Die Anforderungen an einen chemischen Angriff (Expositionsklassen XA) durch Hang- und 

Bachwasser können nicht generalisiert werden. Im Einzelfall sind lösende (L) oder treibende (T) 

Angriffsarten oder beides möglich. Die Zusammensetzung des Bachwassers ist von den 

geologischen und biologischen Charakteristika des Einzugsgebietes abhängig. Gebirgs- und 

Quellwasser ist oft chemisch rein, kann jedoch kalkaggressive Kohlensäure enthalten. Moorwasser 

enthält oft kalkaggressive Kohlensäure, Schwefelwasserstoff und Sulfate sowie organische Säuren 

(z.B. Huminsäuren). Sulfathältige Oberflächenabflüsse treten in Gebieten mit gipsführenden 

geologischen Schichten auf. Huminsäuren sind in Gewässern aus bewaldeten Gebieten mit einem 

hohen Grundumsatz an Biomasse (Verrottung) enthalten. Weites gilt es zu beachten, dass 

chemische Angriffe auf Sperrenbauwerke den Hydroabrasivverschleiß verstärken 

(Komplexbeanspruchung). 

4.3 Hydroabrasivverschleiß 

Wildbachsperren sind ab einem fluviatilen Feststofftransport durch die im Wasser mitgeführten 

Feststoffe einem erhöhten Hydroabrasivverschleiß ausgesetzt. Dieser Verschleiß tritt an allen vom 

Bachwasser direkt angeströmten Sperrenteilen auf. Die Abtragsrate eines Betons in einem solchen 

Bereich ist abhängig von der Betondruckfestigkeit, der Geschiebefracht, der Intensität der 

Geschiebeführung, der Kornzusammensetzung der Feststoffe und der Form des Bauwerkes. In 

der Regel ist für betroffene Oberflächen die Expositionsklasse XM3 maßgeblich. Da allerdings 

diese Beanspruchung auf wenige Flächen der Sperre beschränkt ist (z.B. Abflusssektion) wird die 

erforderliche Betonzusammensetzung nach 4.1 gewählt und die beanspruchten Flächen speziell 

konstruktiv geschützt. Die gebräuchlichsten Konstruktiven Maßnahmen sind Kronsteine und 

Panzerbleche. Dabei wird die überströmte Bauwerkskrone durch hochabriebfeste Kronensteine 

(Granit, Porphyr, Basalt, harte Kalksteine) oder durch Stahlblech mit Dicken zwischen 8 und 

20 mm geschützt (Abb. 4, A,B,C). Die Stahlbleche werden mit aufgeschweißten Kopfbolzen im 

Betonkörper verankert. 

4.4 Betondeckung 

Die Betondeckung ist in Abhängigkeit der Expositionsklassen nach ÖNORM B 4710-1, festzulegen 

sollte aber in keinem Querschnitt weniger als 3,5 cm betragen. In der Praxis werden für 

Sperrenbauwerke generell Betondeckungen über 5,5 cm verwendet. Dies ist nicht zuletzt durch die 

Vorgabe bei Betoneinbau unter Wasser oder gegen nur grob maßhaltige Flächen wie z.B. Erdreich 

oder Fels von 7 cm ± 3 cm bedingt. Da im Fundamentbereich und im unteren aufgehenden 

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Mauerwerk in den Betonierfugen meist ein Fugenband einzubauen ist, wird die Betondeckung dort 

mit 10 cm festgelegt. 

4.5 Eingesetzte Konstruktionsbetone 

Der eingesetzte Konstruktionsbeton muss den Vorschriften der ÖNORM B 4710-1 entsprechen 

unter Berücksichtigung der Anmerkungen unter 4.1, 4.2 und 4.3. Da Wildbachsperren in der Regel 

aus wasserbeaufschlagten Bauteilen bestehen ist eine Mindestbetongüte von C 25/30 einzuhalten. 

Für massige Bauteile ab einer Bauteildicke von 1,5 m darf maximal ein Beton der Güte C 30/37 

verwendet werden. In Tab. 4.1 sind gebräuchliche Betonsorten und in Tab. 4.2 ein gebräuchliches 

Betonrezept auf Baustellen der WLV enthalten. 

Tab. 4.1: Eingesetzte Betonsorten auf Baustellen der WLV und Anwendungsbeispiele, Bezeichnungen nach 

ÖNORM B4710-1 

Betonsorte Einsatzbeispiele abgedeckte 

Expositionsklassen 

C 16/20 XC1 für Grobsteinschlichtungen in Beton XC1 

C 20/25 XC2 für Grobsteinschlichtungen in Beton bei 

XC2 

Verwendung eines Rüttlers 

C 20/25 B1 für Grobsteinschlichtungen in bewehrtem Beton XC3 

C 25/30 B2 Sperren allgemein, Murbrecher, Ufermauern XC3/XD2/XF1/XA1L/SB (A) 

C 25/30 B4 Wasserretentionssperren (Stauhöhe>10 m) XC4/XD2/XF1/XA1L/SB (A) 

Tab. 4.2: Rezeptur für Ortbeton (C 25/30 B2); W/B Wert = 0,55 

Bestandteile Menge [kg/m³] 

Zuschlag: Betonkies 0/22 oder 0/32 1930 

Zement: CEM II B-S 42,5 N (R) 345 

Wasser (inkl. Wasser im Zuschlag) 190 

Fließmittel 1,1 für F45 und 2,12 für F59 

5 Bauausführung in der Praxis der WLV 

Schutzmaßnahmen in Wildbacheinzugsgebieten müssen abgestimmt auf die ablaufenden 

Prozesse im Bachlauf errichtet werden. Dies sieht vielfach die Errichtung von aufwändigen 

Bauwerken in schwer erreichbaren Lagen vor. Die Baustellenorganisation und –abwicklung hat 

individuell darauf Rücksicht zu nehmen. Langjährige Erfahrung zeichnet dabei die österreichweit 

tätigen Bautrupps der Wildbach- und Lawinenverbauung in diesem Spezialarbeitsgebiet aus. 

Nicht immer ist die LKW-Befahrbarkeit auf Forststrassen bis zur Baustelle gegeben. Reichen auch 

speziell angelegte Baustellenzufahrten nicht aus, erfolgt die Erschließung mittels Kurz- oder 

Langstreckenseilkränen vom Lagerplatz aus. 

Die Erschließung prägt wesentlich den Einsatz von Maschinen und Geräten für den Einbau von 

Beton. Auf gut erschlossenen Baustellen wird bei größeren Bauwerken ausnahmslos mit 

Turmdrehkränen für das Einbringen der Bewehrung und das Aufstellen der Schalung gearbeitet. 

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Ab Betonkubaturen von ca. 300 – 400 m³ wird der Beton aus Kostengründen vor Ort in 

Zwangsmischern hergestellt. In Tab. 4.2 ist ein häufig verwendetets Betonrezept angegeben. Bei 

großen Betonierabschnitten wie z.B. im Fundamentbereich wird zusätzlich Transportbeton 

verarbeitet. Seit dem letzten Jahrzehnt werden zur Einbringung des vor Ort gemischten Betons 

fast ausschließlich Betonpumpen verwendet. Die Einbringung mit Betonkübeln durch Kräne 

(Turmdrehkran oder Seilkran) war aufgrund der langen Rotationszeiten zu kostenintensiv. 

Bei schlecht erschlossenen Baustellen erfolgt die Materialzulieferung mittels Seilkränen. Geschalt 

wird dann mit herkömmlichen Schaltafeln, die aufgrund der leichteren Manipulierbarkeit den 

Vorzug gegenüber Schalsystemen bekommen. Die Einbringung des Betons erfolgt heute nahezu 

ausschließlich über Pumpleitungen. Diese führen gesichert vom Lagerplatz durch unwegiges 

Gelände zum Einbauort. Nur bei geringen Betonmengen erfolgt in einzelnen Fällen, speziell bei 

Sanierungen von älteren Schutzbauwerken, der Einbau mittels Betonkübel und Hubschrauber. 

Dabei können je nach Länge der Seilbahn und des verwendeten Betonkübels (0,5 m³ oder 

0,75 m³) Betonmengen von 2 bis 4 m³ pro Stunde gefördert werden. 

Abb. 10: Unterschiedlicher Geräteeinsatz und hohe Flexibilität bei der Arbeitsorganisation auf Baustellen der 

Wildbach- und Lawinenverbauung:, (A) Mandlingbach; (B) Angerbach; (C) Bramberger Mühlbach; (D) 

Schwarzaubach 

Da Schutzbauwerke in der Regel aus massigen Betonbauteilen bestehen, die im Betriebszustand 

Extremeinwirkungen ausgesetzt sind, ist die Nachbehandlung des Frischbetons besonders wichtig. 

Sie ist nicht nur für die Tragfähigkeit, sondern insbesondere für die Gebrauchstauglichkeit und die 

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Dauerhaftigkeit wichtig. Die Nachbehandlung muss solange erfolgen, bis die Betondruckfestigkeit 

des oberflächennahen Betons 50 % des charakteristischen Wertes der verwendeten 

Festigkeitsklasse erreicht hat. Vor allem dem Schutz vor Wasserverlust kommt große Bedeutung 

zu, es muß der junge Beton mit Wasser besprengt oder mittels dampfdichten Folien abgedeckt 

werden. Wird die Nachbehandlung nur unzureichend durchgeführt, entstehen Risse infolge von 

Frühschwinden und Verformungen bei einseitigem Wasserverlust oder Temperaturdifferenzen. 

6 Zusammenfassung 

Die Form von Wildbachsperren hängt wesentlich vom notwendigen Funktionstyp ab. Beton hat 

sich aufgrund der hohen Widerstandsfähigkeit gegen die Beanspruchung durch Wildbachprozesse 

als optimaler Baustoff bewährt. Bei der Berücksichtigung der derzeitigen normativen Vorgaben und 

zusätzlicher konstruktiver Maßnahmen zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit und einer 

entsprechenden Bauwerksüberwachung und Erhaltung [16] kann aus heutiger Sicht bei 

Schutzbauwerken aus Beton von einer Lebensdauer von 100 Jahren und mehr ausgegangen 

werden. 

7 Literatur 

[1] Bergmeister, K.; Suda, J.; Hübl, J.; Rudolf-Miklau, F. (2008): Schutzbauwerke gegen Wildbachgefahren, In: 

Bergmeister, K.; Wörner J.-D. (Hrsg): Betonkalender 2008. Berlin: Ernst und Sohn 

[2] Czerny, F. (1971): Wildbachsperren aus Beton und Stahlbeton – eine Studie über deren Belastung, Konstruktion, 

Berechnung und Bemessung. Wien: VÖZ 

[3] Czerny, F. (1998): Wildbachsperren aus Beton und Stahlbeton, Sonderheft Zement Beton. Wien: VÖZ 

[4] Eckerstorfer, T. (1998): Bautype eines kombinierten Dosier- und Sortierwerkes. In: Wildbach- und 

Lawinenverbau, Nr. 136, 127-131 

[5] Eidgenössisches Amt für Straßen und Flussbau (1973): Dimensionierung von Wildbachsperren aus Beton und 

Stahlbeton. Bern: Eigenverlag 

[6] Fischer, T. (1998): Bautypen des Hochwasserrückhaltes. Wildbach- und Lawinenverbau, Heft 136, 35-42 

[7] Gotthalmseder, P. (1998): Bautypen der Geschiebebewirtschaftung. In: Wildbach- und Lawinenverbau, 62. Jg, 

Nr. 136, 81-102 

[8] Hübl, J., Holzinger, G., Wehrmann, H. (2003): Entwicklung von Grundlagen zur Dimensionierung kronenoffener 

Bauwerke für die Geschiebebewirtschaftung in Wildbächen: Klassifikation von Wildbachsperren, WLS Report 50 

Band 2. Im Auftrag des BMLFUW VC 7a (unveröffentlicht). Wien: Institut für Alpine Naturgefahren, Universität für 

Bodenkultur 

[9] Hübl, J., Holzinger, G, (2003): Kleinmaßstäbliche Modellversuche zur Wirkung von Murbrechern, WLS Report 50 / 

Band 3, Universität für Bodenkultur Wien (unveröffentlicht) 

[10] Jenni, M; Reiterer, A. (2002): Bewirtschaftung von Murbächen durch Absturzbauwerke. In: Wildbach- und 

Lawinenverbau, Nr. 148, 11-19 

[11] Kettl, W. (1984): Vom Verbauungsziel zur Bautypenentwicklung. Wildbach- und Lawinenverbau, 48. Jg, 

Sonderheft, 61-98 

[12] Lichtenhahn, C. (1973): Die Berechnung von Sperren in Beton und Eisenbeton, Kolloquium über 

Wildbachsperren, Mitteilungen der Forstlichen Bundesversuchsanstalt Wien, Heft 102. 91-127 

[13] ON – institut (Hrsg.) (2008): ENTWURF ONR 24800 – Schutzbauwerke der Wildbachverbauung – 

Begriffsbestimmungen und Klassifizierungen, voraussichtlicher Erscheinungstermin: Ende 2008 

[14] ON – institut (Hrsg.) (2008): VORSCHLAG ONR 24801 – Schutzbauwerke der Wildbachverbauung – Statische 

und dynamische Einwirkungen, voraussichtlicher Erscheinungstermin: Ende 2008 

[15] ON – institut (Hrsg.) (2008): ENTWURF ONR 24802 – Schutzbauwerke der Wildbachverbauung – Bemessung 

und Konstruktive Durchbildung, voraussichtlicher Erscheinungstermin: Ende 2008 

[16] ON – institut (Hrsg.) (2008): ONR 24803 – Schutzbauwerke der Wildbachverbauung – Betrieb, Überwachung und 

Instandhaltung, Ausgabe: 2008-02-01 

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Autoren: 

DDI Jürgen Suda 

Universität für Bodenkultur Wien 

Department für Bautechnik und Naturgefahren 

Institut für Konstruktiven Ingenieurbau 

Peter Jordan Straße 82 

A-1190 Wien 

Tel: (+43 1) 47654 - 5256 

Fax: (+43 1) 47654 - 5299 

mail: juergen.suda@boku.ac.at 

Homepage: http://www.baunat.boku.ac.at/486.html 

DI Christoph Skolaut 

Forsttechnischer Dienst für Wildbach und Lawinenverbauung, 

Sektion Salzburg 

Bergheimerstraße 57 

Salzburg 

Tel.: (+43 1) 662-878153 

Fax: (+43 1) 662-870215 

mail: christoph.skolaut@die-wildbach.at 

O.Univ.Prof. DI Dr.techn. Dr.phil. Konrad Bergmeister 



Institut für Konstruktiven Ingenieurbau 


A-1190 Wien 

Tel: (+43 1) 47654 - 5250 

Fax: (+43 1) 47654 - 5299 

mail: konrad.bergmeister@boku.ac.at 

Homepage: http://www.baunat.boku.ac.at/486.html 

DI Dr. Florian Rudolf-Miklau 

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, 

Abteilung IV/5, Wildbach- und Lawinenverbauung 

1030 Wien, Marxergasse 2 

Tel.: (+43 1) 71 100 - 7333 

Fax: (+43 1) 71 100- 7399 

mail: florian.rudolf-miklau@lebensministerium.at 

Homepage : http://www.lebensministerium.at 

a.o. Univ. Prof. DI Dr. Johannes Hübl 



Institut für alpine Naturgefahren 


A-1190 Wien 

Tel: (+43 1) 47654 - 4352 

Fax: (+43 1) 47654 - 5290 

mail: johannes.huebl@boku.ac.at 

Homepage: http://www.alpine-naturgefahren.at 

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Einsatz von Beton für Schutzbauwerke gegen Wildbachgefahren

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