Lastumlagerung in tragfähige Untergründe

Baugrund und Fundament müssen hohe Bauwerkslasten tragen. Oft reicht die natürliche Tragfähigkeit des Bodens dafür nicht aus oder es liegen inhomogene Bodenschichten im Untergrund vor. Um Setzungsschäden zu vermeiden, ist es erforderlich, stabile Verhältnisse im Rahmen einer Bodenverbesserung zu schaffen. Mithilfe einer Pfahlgründung ist es möglich, eine Lastumlagerung in tragfähige Untergründe sicherzustellen. Ergebnis ist eine Baugrundverbesserung, die für eine ausreichende Tragfähigkeit von Boden und Fundamenten sorgt und das Setzungsmaß auf ein Minimum reduziert.

Ursachen für Bewegung im Baugrund

Es gibt viele mögliche Gründe, wieso Baugrund oder gar ein Bestandsgebäude plötzlich in Bewegung gerät. Häufig sind es leichte Erdbeben, die kaum wahrnehmbar sind. Auch wenn die Erschütterungen für uns Menschen kaum spürbar sind, kann es für leichte Setzungen schon ausreichen. Ganz ähnliche Auswirkungen können anhaltende Vibrationen von Baustellen auslösen, die sich in räumlicher Nähe befinden. Bodenausspülungen infolge von Hochwasser oder Hangwasser können zu Änderungen der geologischen Verhältnisse im Untergrund führen oder Hohlräume im Baugrund bewirken. Als Folge verfügt das Fundament plötzlich nicht mehr über ausreichend tragenden Untergrund und es besteht die Gefahr des Abkippens oder Einsackens. Setzungen aufgrund einer Grundwasserabsenkung bzw. der Austrocknung des Bodens erfolgen in der Regel langsamer. Bodenarten wie beispielsweise fetter Lehm können problematisch sein, da sie abhängig von der vorliegenden Feuchtigkeit ihr Volumen deutlich verändern.

Eine nachhaltig gute Standfestigkeit und stabile Verhältnisse im Untergrund sind eine wichtige Grundvoraussetzung für jedes Bauvorhaben. Der Spezialtiefbau stellt dafür eine Vielzahl von Methoden zur Verfügung, um eine Bodenverbesserung bzw. Lastumlagerung in tragfähige Untergründe in Form einer Pfahlgründung zu erreichen.

Mit der Baugrunduntersuchung den nötigen Kenntnisstand erheben

Ein guter Kenntnisstand über die Untergrundbeschaffenheit ist von großer Bedeutung für jedes Bauvorhaben und für die termingerechte Durchführung der Arbeiten. Die Baugrunduntersuchung dient dazu, entscheidende Informationen für eine gegebenenfalls nötige Baugrundverbesserung zutage zu fördern. Böse Überraschungen und ungeplante Kosten lassen sich so vermeiden. Mit der Baugrunduntersuchung als Grundlage ist der Experte im Bereich Spezialtiefbau in der Lage, notwendige Maßnahmen zur Bodenverbesserung bzw. Lastumlagerung zu bestimmen und umzusetzen.

Verfahren der Bodenverbesserung und Lastumlagerung

Ergibt die Baugrunduntersuchung eine nicht ausreichende Tragfähigkeit oder eine inhomogene Zusammensetzung der oberen Bodenschichten, dann ist eine Flachgründung nicht möglich. Eine Bodenverbesserung bzw. Lastumlagerung in tragfähige Untergründe in Form einer Pfahlgründung ist erforderlich, um die laut Planung erforderlichen Bauwerkslasten in tiefere und tragfähige Bodenschichten abzutragen. Für diese Anforderung stellt der Spezialtiefbau eine Vielzahl von Methoden für Pfahlgründungen zur Verfügung. Nur der erfahrene Spezialtiefbauer ist in der Lage, die technisch und wirtschaftlich beste Lösung für die Baugrundverbesserung bzw. Gründungsaufgabe zu bestimmen.

Pfahlgründung mit Stahlrohrpfahl

Stahlrohrpfähle sind besonders für lärm- und erschütterungsarmen Tiefbau geeignet. Sie kommen häufig zum Einsatz, wenn die Platzverhältnisse auf der Baustelle beengt sind, wie dies unmittelbar neben bestehenden Gebäuden, in Baugruben sowie bei Sanierungen der Fall ist. Die Herstellung erfolgt umweltfreundlich, benötigt wenig Platz und produziert keinen Bodenaushub. Stahlrohrpfähle sind für weiche Böden geeignet und verändern den Grundwasserhaushalt nicht.

Pfahlgründung mit Vollverdrängungsschneckenbohrpfahl

Vollverdrängungsschneckenbohrpfähle sind in der Lage, hohe Lasten abzutragen und weisen einen geringen Ressourcenverbrauch auf. Die Herstellung erfolgt lärm- und erschütterungsarm und ist daher für dicht bebaute innerstädtische Gebiete hervorragend geeignet. Es können sehr große Tiefen von bis zu 100 Metern bei einem Durchmesser von bis zu 2,50 Metern erreicht werden. Daher ist das Verfahren als Pfahlgründung für sehr hohe Gebäude geeignet, bei denen es ganz besonders auf hohe Tragfähigkeit und Stabilität ankommt.

Pfahlgründung mit Mikropfahl

Eine bewährte Lösung für dauerhafte Pfahlgründungen nach DIN EN 14199 sind Mikropfähle. Die Anwendung von Mikropfählen mit einem Durchmesser bis zu maximal 305 mm ist äußerst vielseitig. Mikropfähle eignen sich sowohl als Druckpfahl bei Pfahlgründungen als auch als Zuganker, um Zugkräfte aufzunehmen. Mikropfähle sind in allen Bodenarten herstellbar, kostengünstig und mit kleinem Gerät auch unter beengten Platzverhältnissen herstellbar. Letzteres bedingt, dass Mikropfähle für Nachgründungen hervorragend geeignet sind. Mikropfähle werden auch als Kleinbohrverpresspfähle bezeichnet und sind als Druck- oder Zugelement einsetzbar. Man bestimmt den Pfahldurchmesser auf Basis der statischen Vorgaben. Bohren, Pressen, Rammen oder Vibrieren sind übliche Herstellverfahren.

Pfahlgründung mit Fertigteilrammpfahl

Liegt ein extrem weicher bzw. organischer Boden vor, sind Fertigteilrammpfähle eine leistungsfähige Methode zur Pfahlgründung. Die schlanken Pfähle weisen eine hohe Tragfähigkeit sowie geringe Verformungen auf und ermöglichen eine rasche Herstellung. Das Pfahlsystem ist im Spezialtiefbau für die Gründung von Brücken, Windkraftanlagen und Offshore-Bauwerken anerkannt und bewährt.

Pfahlgründung mit Duktilem Rammpfahl

Duktile Rammpfähle finden insbesondere für das Bauen am Wasser oder beim Grundbau Hamburg Verwendung, um kritische Bodenschichten zu überbrücken. Das Pfahlsystem ist in der Lage Horizontalkräfte bis zu 45° Neigung abzutragen. Führt man eine Mantelverpressung durch, dann ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegeben. Das Verfahren ist allgemein anerkannt und bewährt. Im Grundbau Hamburg wurden bereits Millionen von Metern erfolgreich verbaut. Das Tragglied besteht zu 100 % aus Recyclingmaterial. Durch diesen nachhaltigen Ansatz ist gleichzeitig eine gute Umweltverträglichkeit gegeben. Die Produktionsleistung ist mit bis zu 400 Pfahlmeter pro Tag hoch. Kurze Bauzeiten sind die Folge.

Bodenverbesserung durch Bodeninjektionen und Verpresspfähle

Bodeninjektionen wie beispielsweise das Düsenstrahlverfahren kommen bei neuen Bauvorhaben zur Baugrundverbesserung ebenso wie für die Unterfangung bzw. Verstärkung von Altfundamenten im Bestand zur Verwendung. Mithilfe vorgespannter Pfähle ist eine effiziente Lastumlagerung aus dem Altfundament möglich, was Gebäudeverformungen auf ein Minimum zu reduzieren erlaubt. Verpresspfähle sind damit ein häufig genutztes Verfahren für die Sanierung von Gründungen und Fundamentverstärkungen, wenn das bestehende Fundament keine zusätzlichen Lasten mehr aufnehmen kann bzw. sich die Objektnutzung aus statischer Sicht ändert.

Beim Düsenstrahlverfahren bringt man eine sogenannte Hochdruckinjektion (HDI) in den Untergrund für eine entsprechende Bodenverbesserung ein. Dazu schneidet man den Boden unter hohem Druck mithilfe eines Wasserstrahls auf und bringt eine Zementsuspension ein, die zur Ausbildung betonartiger Körper in Form von Säulen im Boden führt. Die einzelnen Säulen reiht man aneinander. Dadurch ergibt sich ein Unterfangungskörper, der wie eine Funktion wie eine durchgehende Stützmauer bewirkt. Das Düsenstrahlverfahren ist zur Bodenverbesserung sowohl bei bindigen als auch nicht bindigen Böden geeignet, benötigt jedoch relativ großes Gerät. Dies muss bei der Einrichtung der Baustelle berücksichtigt werden.

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