Zehn Meter Grundwasser über der Sohle einer Baugrube erzeugen einen Wasserdruck von rund 100 Kilonewton pro Quadratmeter. Auf 1.000 Quadratmetern Fläche entspricht das überschlägig einer Auftriebskraft von 100.000 Kilonewton – ungefähr der Gewichtskraft von 10.000 Tonnen.
Damit wird schnell klar: Eine tiefe Baugrube ist weit mehr als ein Loch im Boden. Reicht sie unter den Grundwasserspiegel, müssen Ingenieurinnen und Ingenieure nicht nur Erde zurückhalten. Sie müssen Wasserströmung, Wasserdruck und Auftrieb beherrschen.
Im Grunde stehen zwei Wege offen. Entweder wird das Grundwasser abgesenkt. Oder der Zufluss wird mit tiefen Wänden und einer möglichst dichten Sohle stark begrenzt. Auf großen Baustellen kommen meist beide Strategien zusammen.
Wasserhaltung beginnt vor dem Aushub
Wie schwierig es wird, eine Baugrube trocken zu halten, entscheidet sich schon im Untergrund. Sand leitet Wasser anders als Ton oder Geschiebemergel. Hinzu kommen die Mächtigkeit der wasserführenden Schichten, der natürliche Grundwasserstand und mögliche tiefere Grundwasserleiter, die unter Druck stehen.
Ein einzelner gemessener Wasserstand reicht für die Planung deshalb nicht. Nötig sind Baugrundaufschlüsse, Bohrungen und Kenntnisse über die Durchlässigkeit der einzelnen Schichten. Auch jahreszeitliche und längerfristige Schwankungen des Grundwassers müssen berücksichtigt werden.
Der britische Ingenieurbauverband CIRIA fasst das Problem in seinem Leitfaden zur Grundwasserbeherrschung auf Baustellen knapp zusammen: „Sobald eine Baugrube unter den Grundwasserspiegel reicht, besteht die Gefahr, dass sie instabil wird oder vollläuft.“
(Übersetzung des englischen Originals aus CIRIA C750 „Groundwater control: design and practice“)
Die eigentliche Frage lautet deshalb nicht nur: Wie bekommt man das Wasser aus der Baugrube? Genauso wichtig ist: Was passiert mit dem Boden und der Umgebung, wenn man es entfernt?
Erste Strategie: Grundwasser absenken
Bei kleinen Wassermengen reicht mitunter eine offene Wasserhaltung. Das eindringende Wasser sammelt sich in Rinnen und fließt zu Pumpensümpfen, von wo es abgefördert wird.
Das funktioniert, solange die Zuflüsse überschaubar bleiben und der Boden stabil ist. Problematisch wird es, wenn strömendes Wasser feine Bodenteilchen mitreißt. Vor allem in Sanden und Schluffen können sich dadurch Hohlräume bilden oder Bodenschichten auflockern.
Bei größeren und tieferen Baugruben versucht man deshalb, das Wasser schon abzufangen, bevor es in die Grube gelangt.
Viele kleine Brunnen rund um die Baugrube
Eine verbreitete Lösung sind sogenannte Wellpoints oder Vakuumlanzen. Entlang der Baugrube werden zahlreiche dünne Filterrohre in den Boden gesetzt und an eine gemeinsame Saugleitung angeschlossen.
Die Pumpen senken den Wasserspiegel rings um die Baugrube. Im Querschnitt entsteht ein Absenktrichter: Direkt an der Baustelle liegt der Grundwasserspiegel am tiefsten, mit wachsendem Abstand steigt er wieder an.
Eine einzelne Wellpoint-Stufe schafft in der Praxis meist nur eine Absenkung um einige Meter, häufig etwa 4 bis 6 m. Reicht das nicht, lassen sich mehrere Stufen übereinander anordnen.
Bei größeren Tiefen kommen eher Tiefbrunnen zum Einsatz. Dort sitzt die Pumpe unterhalb des Wasserspiegels im Brunnen. Sie drückt das Wasser nach oben und ist deshalb nicht durch die Saughöhe einer oberirdischen Pumpe begrenzt.
Wie viele Brunnen nötig sind, lässt sich nicht pauschal sagen. Entscheidend sind Durchlässigkeit und Mächtigkeit des Grundwasserleiters, die Größe der Baugrube und die gewünschte Absenkung.
Der Absenktrichter endet nicht am Bauzaun
Das Abpumpen löst ein Problem – kann aber gleichzeitig neue schaffen.
Sinkt der Grundwasserspiegel auch unter benachbarten Grundstücken, verändern sich dort die Spannungsverhältnisse im Boden. Setzungsempfindliche Schichten können sich verdichten. Besonders kritisch sind organische Böden, lockere Auffüllungen oder ältere Gebäude mit empfindlichen Gründungen.
Das im März 2026 aktualisierte Berliner Merkblatt zu Grundwasserbenutzungen bei Baumaßnahmen verlangt deshalb ausdrücklich, mögliche Auswirkungen auf setzungsempfindliche Böden im Umfeld zu untersuchen. In Berlin gilt eine Absenkung von mehr als 0,3 m gegenüber dem Ruhewasserstand bereits als relevanter Einflussbereich.
Bei sensiblen Projekten wird daher nicht nur innerhalb der Baugrube gemessen. Grundwassermessstellen und Piezometer überwachen auch die Umgebung.
Abpumpen und an anderer Stelle wieder versickern
Um den Absenktrichter zu begrenzen, kann ein Teil des geförderten Wassers wieder in den Untergrund geleitet werden. Dafür dienen Infiltrations- oder Negativbrunnen.
So lässt sich der Grundwasserstand etwa im Bereich empfindlicher Nachbargebäude stabilisieren.
In der Praxis ist das allerdings anspruchsvoller, als es zunächst klingt. Eisen- und manganhaltiges Wasser kann beim Kontakt mit Sauerstoff Ausfällungen bilden und Brunnen zusetzen. Auch Altlasten, ungeeignete Bodenschichten oder ein unerwünschter Grundwasseraufstau können die Reinfiltration erschweren.
Zweite Strategie: Das Wasser bleibt draußen
Statt dauerhaft große Wassermengen zu fördern, kann man den Zufluss zur Baugrube möglichst stark begrenzen.
Die Berliner Wasserverwaltung nennt dafür zwei grundsätzliche Wege:
„entweder eine Grundwasserabsenkung oder eine Gründung in einer weitestgehend wasserundurchlässigen Trogbaugrube“
Eine solche Trogbaugrube besteht aus seitlichen Wänden und einem unteren Abschluss. Als Umschließung kommen etwa Schlitzwände, überschnittene Bohrpfahlwände oder Spundwände infrage.
Völlig wasserdicht sind solche Konstruktionen selten. Das ist auch nicht zwingend erforderlich. Entscheidend ist, den Zufluss so weit zu reduzieren, dass die verbleibende Wassermenge sicher beherrscht werden kann. Eine Restwasserhaltung bleibt deshalb meist notwendig.
Warum Schlitzwände tiefer reichen als die Baugrube
Besonders wirksam wird die Umschließung, wenn die Wände bis in eine wenig durchlässige Bodenschicht reichen.
Dann verlängert sich der Strömungsweg für das Grundwasser erheblich. Genau deshalb können Schlitzwände deutlich tiefer reichen als der eigentliche Aushub.
Ein eindrucksvolles Beispiel liefert das Projekt ElbX unter der Elbe. Dort reichen die 1,0 bis 1,2 m dicken Schlitzwände einer Zielbaugrube bis zu 60 m tief in den Glimmerton. Bei einer weiteren Baugrube kommt eine Unterwasserbetonsohle zum Einsatz, die über Mikropfähle gegen Auftrieb gesichert wird.
Mehr dazu: Projekt ElbX: Schlitzwandherstellung mit Hindernissen
Wenn Wasser von unten drückt
Eine weitgehend dichte Wand löst nur das seitliche Problem. Unter der Baugrube steht weiterhin Grundwasser an.
Wird die Grube durch eine Beton- oder Dichtsohle abgeschlossen, drückt das Wasser von unten gegen diese Platte.
Vereinfacht nimmt der Wasserdruck pro Meter Wassersäule um rund 10 kN/m² zu. Bei zehn Metern sind es rund 100 kN/m². Auf 1.000 m² Fläche wirken damit etwa 100.000 kN nach oben.
Diese Rechnung ist nur ein Überschlag und kein statischer Nachweis. Sie zeigt aber die Größenordnung.
Damit die Sohle nicht angehoben wird, muss sie ausreichend schwer sein oder im Untergrund verankert werden. Zum Einsatz kommen dafür unter anderem Zug- oder Mikropfähle.
Gerade während der Bauzeit ist die Situation heikel. Das fertige Gebäude liefert später zusätzliches Gewicht. Solange dieses fehlt, muss die Baugrubensohle den Auftrieb allein aufnehmen.
Hydraulischer Grundbruch: Wenn der Boden seine Stabilität verliert
Noch gefährlicher wird es, wenn nicht die Betonplatte, sondern der Boden selbst instabil wird.
Liegt der Grundwasserspiegel außerhalb einer Baugrube deutlich höher als innen, strömt Wasser unter der Baugrubenwand hindurch nach oben. Diese Strömung kann die wirksamen Spannungen im Boden immer weiter verringern.
Wird die aufwärts gerichtete Strömung stark genug, verliert das Korngerüst seine Stabilität. Der Boden lockert sich und kann regelrecht aufbrechen.
Ingenieure sprechen dann von hydraulischem Grundbruch.
Schützen können tiefere Umschließungswände, Dichtsohlen, geringere Wasserspiegeldifferenzen oder eine gezielte Druckentlastung.
Sohlaufbruch hat eine andere Ursache
Ähnlich dramatisch kann ein Sohlaufbruch aussehen, technisch steckt jedoch ein anderer Mechanismus dahinter.
Unter einer wenig durchlässigen Bodenschicht kann sich ein Grundwasserleiter befinden, dessen Wasser unter Druck steht. Wird beim Aushub immer mehr Boden entfernt, nimmt die Auflast über dieser Schicht ab.
Irgendwann kann der Wasserdruck von unten groß genug werden, um den verbliebenen Boden anzuheben.
Beim hydraulischen Grundbruch destabilisiert also eine starke Strömung das Korngerüst. Beim Sohlaufbruch drückt ein tieferer Grundwasserleiter gegen die darüberliegende Bodenschicht.
Entspannungsbrunnen können den Wasserdruck unterhalb der Baugrube reduzieren.
Manchmal bleibt die Baugrube absichtlich voll Wasser
Ein weiteres Verfahren wirkt auf den ersten Blick widersinnig: Die Baugrube wird zunächst gar nicht trockengelegt.
Der Aushub erfolgt teilweise unter Wasser. Anschließend wird eine Unterwasserbetonsohle eingebaut. Solange innerhalb und außerhalb der Baugrube annähernd derselbe Wasserstand herrscht, bleiben die hydraulischen Druckunterschiede klein.
Erst wenn die Sohle ausreichend erhärtet und gegen Auftrieb gesichert ist, wird das Wasser abgepumpt.
Auch beim ElbX-Projekt wird dieses Prinzip eingesetzt. Dort halten Mikropfähle die Unterwasserbetonsohle gegen den Auftrieb im Untergrund.
Grundwassermodelle zeigen, wohin das Wasser fließt
Bei komplexen Projekten wird heute nicht mehr allein mit Erfahrungswerten und einfachen Berechnungen gearbeitet. Numerische Grundwassermodelle können zeigen, wie sich Wasserstände und Strömungsrichtungen durch eine Baugrube verändern.
Besonders wichtig wird das, wenn bestehende Bauwerke empfindlich reagieren.
Ein aktuelles Beispiel ist die geplante Schleuse Lüneburg am Elbe-Seitenkanal. Sie soll unmittelbar neben dem bestehenden Schiffshebewerk Scharnebeck entstehen.
Dort wechseln sich Geschiebemergel- und Sandschichten ab. Eine klassische großräumige Grundwasserabsenkung ist deshalb nach aktuellem Planungsstand ausgeschlossen. Vorgesehen sind tiefe Schlitzwände und eine Düsenstrahlsohle. Zur Planung gehören dreidimensionale Grundwassermodelle.
Mehr dazu: In Lüneburg soll eine der anspruchsvollsten Schleusen Europas entstehen
Berechnungen allein reichen trotzdem nicht. Während des Baus zeigen Messstellen, ob die tatsächlichen Wasserstände zu den Prognosen passen. So lässt sich erkennen, ob Brunnen ausreichend fördern, die Absenkung weiter reicht als erwartet oder der Druck unter einer Sohle zunimmt.
Was passiert, wenn eine Pumpe ausfällt?
Grundwasserhaltung läuft oft über Wochen oder Monate. In kritischen Bauphasen hängt die Sicherheit der Baugrube davon ab, dass Pumpen zuverlässig arbeiten.
Deshalb können Reservepumpen, Notstromversorgung, automatische Wasserstandsmessung und Alarmsysteme nötig sein.
Dass Wasserhaltung auch bei weniger spektakulären Projekten eine zentrale Rolle spielt, zeigt der Ausbau des Wasserwerks Hosterwitz in Dresden. Dort muss der Grundwasserzufluss während des Einbaus neuer Großrohre zuverlässig beherrscht werden.
Mehr dazu: 450 m Großrohre und neue Filter: So wächst Dresdens Wasserwerk Hosterwitz
Grundwasser kann nicht einfach abgepumpt werden
Neben der Technik spielt das Wasserrecht eine wichtige Rolle.
Das Wasserhaushaltsgesetz zählt das Entnehmen, Zutagefördern, Zutageleiten und Ableiten von Grundwasser zu den Gewässerbenutzungen. Auch gezieltes Absenken oder Umleiten kann wasserrechtlich relevant sein.
Welche Genehmigungen erforderlich sind, hängt von Art und Umfang der Maßnahme sowie von landesrechtlichen und örtlichen Vorgaben ab.
Auch der Verbleib des geförderten Wassers muss geklärt sein. Je nach Baustelle wird es in ein Gewässer eingeleitet, in die Kanalisation abgeführt oder wieder versickert. Fördermenge und Wasserqualität bestimmen, welche Lösung möglich ist.
Auch die Regeln für Geotechnik ändern sich
Die Bemessung von Baugruben und anderen geotechnischen Konstruktionen folgt in Deutschland dem Eurocode 7 mit den nationalen Ergänzungen, darunter DIN 1054.
Parallel läuft der Übergang zur zweiten Generation des Eurocode 7. Für EN 1997-1 und EN 1997-2 liegen europäische Fassungen von 2024 vor, EN 1997-3 folgte 2025. An den deutschen Fassungen und Nationalen Anhängen wird weiter gearbeitet.
Am Grundprinzip ändert das wenig: Eine sichere Baugrube entsteht nicht dadurch, dass möglichst viel Wasser möglichst schnell abgepumpt wird.
Manchmal ist eine Absenkung die beste Lösung. Manchmal wird das Wasser mit Schlitzwänden und einer Dichtsohle weitgehend ausgesperrt. Und manchmal bleibt die Baugrube zunächst bewusst unter Wasser.
Die eigentliche Ingenieurleistung besteht darin, Wasserdruck, Bodenströmung und Auftrieb so zu beherrschen, dass die Baugrube trocken wird, ohne dass Boden oder Nachbarbebauung ihre Stabilität verlieren.
Quellen
- CIRIA: Groundwater control: design and practice – Fachleitfaden zu Grundwasserhaltung, Bemessung und Risiken bei Baugruben.
- Senatsverwaltung Berlin: Schutz und Benutzung des Grundwassers – Hinweise zu Grundwasserabsenkung und Trogbaugruben.
- Senatsverwaltung Berlin, Stand März 2026: Merkblätter zu Grundwasserbenutzungen bei Baumaßnahmen – Anforderungen an Absenkung, Wiederversickerung und Auswirkungen auf die Umgebung.
- Bundesministerium der Justiz: Wasserhaushaltsgesetz (WHG) – insbesondere zu Gewässerbenutzungen und Grundwasserentnahmen.
- DIN: Geotechnik und DIN 1054 – nationale Regelungen und Arbeiten zur zweiten Generation des Eurocode 7.
- ingenieur.de: Projekt ElbX: Schlitzwandherstellung mit Hindernissen – Praxisbeispiel für tiefe Schlitzwände und Unterwasserbetonsohlen.
- ingenieur.de: In Lüneburg soll eine der anspruchsvollsten Schleusen Europas entstehen – Beispiel für Schlitzwände, Düsenstrahlsohle und Grundwassermodellierung.
