Steinschlag

Ein Stein stürzt vom Hang in eine Hausmauer

Bei Sturzprozessen stürzen Steine, Felsblöcke oder Eis Richtung Tal. Das Material stürzt frei fallend, springend oder rollend in die Tiefe. Gefährdete und nicht gefährdete Bereiche können sehr nahe beieinanderliegen. Steinschlag ist für Personen und Infrastruktur sehr gefährlich. Angaben zur Gefährdung können Sie den Gefahrenkarten und dem dazugehörigen technischen Bericht entnehmen. Die wichtigste Schutzstrategie ist, gefährdete Gebiete zu meiden. Bauliche Massnahmen wie Auffangdämme oder Schutznetze bieten Schutz für grosse Flächen (Arealschutz), Verkehrswege oder einzelne Gebäude.

Grundlagen

Schutzziel

Die nationalen Schutzziele für Neubauten beziehen sich auf die Norm SIA 261/1. Diese Norm legt das 300-jährliche Ereignis fest als Schutzziel für normale Wohn- und Gewerbegebäude (BWK I) gegen gravitative Naturgefahren (Hochwasser, Erdrutsch, Murgang, Steinschlag, Lawine). Zudem sind die kantonalen und kommunalen Vorgaben zu respektieren, wobei diese die Anforderungen der Norm SIA 261/1 in der Regel nicht übersteigen. Konkret muss das Gebäude auch bei seltenen Ereignissen (300-jährlich) intakt bleiben und die sich darin befindenden Personen schützen.

Ab Bauwerksklasse II sind höhere Anforderungen zu erfüllen (Bedeutungsbeiwerte und Höhenzuschläge gemäss SIA 261/1).

Die nationalen Schutzziele für Neubauten beziehen sich auf die Norm SIA 261/1. Diese Norm legt das 300-jährliche Ereignis fest als Schutzziel für normale Wohn- und Gewerbegebäude (BWK I) gegen gravitative Naturgefahren (Hochwasser, Erdrutsch, Murgang, Steinschlag, Lawine). Zudem sind die kantonalen und kommunalen Vorgaben zu respektieren, wobei diese die Anforderungen der Norm SIA 261/1 in der Regel nicht übersteigen. Konkret muss das Gebäude auch bei seltenen Ereignissen (300-jährlich) intakt bleiben und die sich darin befindenden Personen schützen.

Ab Bauwerksklasse II sind höhere Anforderungen zu erfüllen (Bedeutungsbeiwerte und Höhenzuschläge gemäss SIA 261/1).

Fachbegriffe

Bei Stein- und Blockschlag stürzen einzelne Steine und Blöcke aus der Felswand oder aus dem Hang. Beim Steinschlag sind die Sturzmassen kleiner als beim Blockschlag (Durchmesser kleiner, resp. grösser als 0.5 m). Je nach Bewegung (Fallen, Gleiten, Springen oder Rollen) und Fallhöhe entlang der Sturzbahn liegen die Geschwindigkeiten zwischen 20 bis über 110 km/h. Bei Hangneigungen von weniger als 30° werden Steine und Blöcke in der Regel langsam abgebremst. Dabei verkleinert sich die Sprunghöhe laufend. Dichter Wald kann die Sturzmasse zusätzlich abbremsen. Massgebend für die Einwirkung auf Gebäude ist Aufprallenergie einzelner Blöcke.

Eisschlag (abstürzende Eismassen) tritt beispielsweise auf, wenn Wasser an Felswänden herunterrinnt, festfriert und plötzlich abbricht.

Sturzvolumen von mehr als 100 m3 Gesteinsmaterial gehören in die Kategorie Felssturz, bei mehr als 1000 m3 spricht man von Bergsturz. Die dabei auftretende Aufprallenergie ist derart gross, dass sämtliche Gebäudeschutzmassnahmen versagen. Es kommen darum ausschliesslich raumplanerische Massnahmen in Frage.

Bergsturz am Piz Cengalo im August 2017
Bergsturz am Piz Cengalo im August 2017 (Bildquelle: VKG)

Intensitätsparameter zur Bemessung

Ziehen Sie bei der Planung von Schutzmassnahmen frühzeitig eine Fachperson (z.B. Bauingenieur) bei, um die Gefährdung zu beurteilen. Für die Bemessung werden Angaben zur Sturzmasse, möglichen Sturzbahnen und bezüglich der zu erwartenden Aufprallenergie benötigt. Diese Angaben lassen sich in der Regel aus den Intensitätskarten und dem technischen Bericht zur Gefahrenkarte ableiten. Existieren keine Intensitätsangaben, sind diese durch eine Fachperson zu bestimmen.

Gefährdungsbilder

Gefährdungsbild 1: Steine/Blöcke rollen oder gleiten gegen das Gebäude

Die Steine oder Blöcke bewegen sich rollend oder gleitend auf das Gebäude zu. Massgebend ist die Anprallkraft der Blöcke auf das Gebäude.

Gefährdungsbild 2: Steine/Blöcke springen bis Wandhöhe

Die Steine oder Blöcke bewegen sich springend auf das Gebäude zu. Massgebend ist die Anprallkraft der bewegten Masse auf das Gebäude. Vorsicht: Beim Springen können die Steine und Blöcke ihre Bewegungsrichtung ändern. Deshalb können auch Gebäudebereiche seitlich zur Hauptbewegungsrichtung gefährdet sein.

Gefährdungsbild 3: Steine/Blöcke fallen oder springen über die Gebäudehöhe

Die Steine oder Blöcke bewegen sich springend oder fallend auf das Gebäude zu. Dadurch kann neben den Aussenwänden auch das Dach direkt betroffen sein. Vorsicht: Beim Springen können die Steine und Blöcke ihre Bewegungsrichtung ändern. Deshalb können auch Gebäudebereiche seitlich zur Hauptbewegungsrichtung gefährdet sein.

Schadenarten/-ursachen

Wanddurchbruch infolge Anpralls

Göschenen 2001: Blockanprall auf armierte Betonwand mit Durchstanzen

Schaden infolge Steinschlags - Durchschlag Wand
Göschenen, 2001: Blockanprall auf armierte Betonwand mit Durchstanzen (Foto: Urs Thali, Göschenen)

Durchschlag Dach

Ein Felsblock ist auf Gebäude gesprungen; er hat Dach und Wände beschädigt und teilweise durchschlagen.

Schaden infolge Steinschlags - Durchschlag Dach
Schutzmassnahmen

Konzeptionelle und verstärkende Massnahmen können die Bedrohung für Personen und Sachwerte erheblich senken, beispielsweise indem Sie das Gebäude optimal geschützt im Gelände einpassen oder geeignete Verschalungen und Verstärkungen der gefährdeten Gebäudeteile vorsehen. Vermeiden Sie Öffnungen in der bergseitigen Aussenwand oder schützen Sie sie. Planen Sie angrenzend an betroffene Aussenwände ausschliesslich Räume mit kurzer Aufenthaltsdauer und treffen Sie auch im Aussenraum Schutzmassnahmen.

Schutzmassnahmen zu einzelnen Bauteilen und zum konzeptionellen Vorgehen: Naturgefahren-Check

Literatur
Allgemein

ASTRA (2012): Naturgefahren auf den Nationalstrassen: Risikokonzept. Methodik für eine risikobasierte Beurteilung, Prävention und Bewältigung von gravitativen Naturgefahren auf Nationalstrassen, Bundesamt für Strassen, Bern.

BAFU [Hrsg.] ( 2016): Schutz vor Massenbewegungsgefahren. Vollzugshilfe für das Gefahrenmanagement von Rutschungen, Steinschlag und Hangmuren. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1608: 98 S.

Egli, Th. (2005): Wegleitung Objektschutz gegen gravitative Naturgefahren. Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen, Bern.

PLANAT (2009): Risikokonzept für Naturgefahren. Nationale Plattform Naturgefahren, Bern.

Präventionsstiftung der Kantonalen Gebäudeversicherer (2014): Prevent-Building – eine Methodik und ein Werkzeug zur Beurteilung der Wirksamkeit und Zumutbarkeit von Objektschutzmassnahmen an Gebäuden gegen gravitative und meteorologische Naturgefahren. Bericht Phase 1 mit Anpassungen aus Phase 2. Arbeitsgemeinschaft Prevent-Building: WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Egli Engineering AG, Geotest AG, B,S,S,. Volkswirtschaftliche Beratung, Version 12.05.2014. (Download)

Suda J. und Rudolf-Miklau F. (Hrsg.) (2012): Bauen und Naturgefahren, Handbuch für konstruktiven Gebäudeschutz. Springer, Wien.

Staub, B. (2017): Gebäudeschutz gegen Naturgefahren. FAN Agenda 2/2017. Fachleute Naturgefahren Schweiz. (Download)

Steinschlag

ASTRA (2008): Einwirkungen infolge Steinschlags auf Schutzgalerien. Bundesamt für Strassen ASTRA in Zusammenarbeit mit SBB AG Infrastruktur, Bern.

ASTRA (2014): Management von Naturgefahren auf den Nationalstrassen. Richtlinie, Ausgabe 2014 V1.00. Bundesamt für Strassen ASTRA, Bern.

Baumann, R. (2018): Grundlagen zur Qualitätsbeurteilung von Steinschlagschutznetzen und deren Fundation. Anleitung für die Praxis. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Wissen Nr. 1805: 42 S.

CEB (1988): Concrete Structures under Impact and Impulsive Loading. Synthesis Report, Comité Euro-International du Béton, Lausanne.

ETAG 027 (2012): Guideline for European Technical Approval of Falling Rock Protection Kits. European Organisation for Technical Approvals. Edition September 2012, Amended April 2013, Brussels.

Gerber, W. (2019): Naturgefahr Steinschlag – Erfahrungen und Erkenntnisse. WSL Berichte, 74. 149 p.  

Gerber, W., Volkwein, A. (2010): Impact loads of falling rocks on granular material. In: Darve, F.; Doghri, I.; El Fatmi, R.; Hassis, H.; Zenzri, H. (eds) Euromediterranean Symposium on Advances in Geomaterials and Structures. Third Edition, Djerba, 2010. 337-342.

Gerber, W. et al. (1995): Schutzmassnahmen gegen Steinschlag. FAN-Kurs 1995, Eidg. Forschungs-anstalt für Wald, Schnee und Landschaft, Birmensdorf

Heierli et al. (1985): Schutz gegen Steinschlag. Forschungsarbeit 21/83 auf Antrag der Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute, 2. Auflage, Bundesamt für Strassenbau, Bern.

Schellenberg, K. (2009): On the design of rockfall protection galleries. Dissertation Nr. 17924, ETH Zürich.

Tissières, P. (1996): Résistance d'un mur d'habitation à l'impact d'un bloc. Bericht zuhanden: Service des routes et cours d'eau Géologue cantonal, unveröffentlicht, Martigny.

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