Gründungen

Gründungen aller Art sind ein Hauptbestandteil unserer Arbeit für

  • Wohnungs- Industriebau (Kraftwerk, Produktion, Verwaltung, Leitungsbau)
  • Kommunale Gebäude (Schule Turnhalle, Rettungswache, Krankenhaus)
  • Trog- und Brückenbauwerke
  • Kläranlagen
  • Regenrückhaltebecken
  • Funktürme
  • Windenergieanlagen
  • Sicherung von Nachbarbauwerken
  • Unterfangungen
  • Tiefgründungen - mit Pfählen, Soilcrete
  • Spezialtiefbau
  • Untergrundverbesserungen

Hierbei sind auch unkonventionelle Verfahren durchgeführt worden, wobei die Ausführbarkeit und Sicherheit stets im Vordergrund stehen.

Im Folgenden haben wir einige grundlegende Erklärungen zu Begriffen der Gründung zusammengestellt.

Flächengründungen

Grundbruch

Skizze: Belastung von Fundamenten

Bei zunehmender Belastung versinkt ein Fundament im Boden. Unter dem Fundament bildet sich ein verdichteter Erdkeil, der seitlich aus dem Boden eine Erdscholle herausschiebt, die um so größer ist, je tiefer das Fundament in den Untergrund einbindet. Die entlang der Bruchlinie wirkende Kraft wird bei nichtbindigem Boden durch die Reibung und bei bindigem Boden zusätzlich durch die Kohäsion verursacht. Die maximal mögliche Grundbruchlast ist bei nichtbindigem Boden von der Lagerungsdichte, bei bindigem Boden von der Konsistenz abhängig.

Neben senkrechten kommen auch geneigte Fundamentlasten vor. Hier verringert sich aufgrund des kleineren Gleitkeils die Bruchlast gegenüber dem lotrechten Lastangriff ganz erheblich. Auch bei ausmittigem Lastangriff ist die Grundbruchlast erheblich vermindert.

Fundamente

Foto: Konstruktion von Fundamenten

Sofern die Bodenverhältnisse es zulassen, werden Bauwerke auf Einzel- und Streifenfundamenten gegründet. Einzelfundamente werden in der Regel unter Stützen angeordnet, Streifenfundamente unter Wänden oder unter einer Reihe von Einzelstützen.

Die Einzel- und Streifenfundamente können bewehrt oder unbewehrt sein. Die bewehrten Fundamente können mit niedriger Höhe hergestellt werden (z.B. bei Gründungen dicht über dem Grundwasser) und Querkräfte aufgrund unregelmäßiger Setzungen übertragen.

Plattengründungen

Plattengründungen werden bei weniger tragfähigem Untergrund ausgeführt oder wenn die Fundamente zu nahe beieinander liegen würden. Eine Sonderform ist die Wannengründung, bei der zum Schutz gegen Grundwasser die Sohle und die Kellerwände wasserdicht ausgebildet werden.

Setzungen

Skizze: Zweidimensionale Lastausbreitung in einer Kugelschüttung

Bei Flächengründungen muß stets nachgewiesen werden, daß die zu erwartenden Setzungen vom Bauwerk ohne Schäden aufgenommen werden können. Setzungen entstehen durch eine Zusammendrückung der anstehenden Bodenschichten infolge der zusätzlichen Spannungen aus dem Bauwerk. Diese sind am größten unmittelbar unter dem Fundament, nehmen dann aber mit wachsender Tiefe stark ab, wie sich am Beispiel der Lastausbreitung in einer Kugelschüttung zeigen läßt.

Tief liegende Bodenschichten haben nur noch geringen Einfluß auf die Setzungen. Dagegen kommt dem unmittelbar unter dem Fundament liegenden Boden eine entscheidende Bedeutung zu. Aus diesem Grund ist es bei setzungsempfindlichem Untergrund sehr wirkungsvoll, die oberste Schicht durch ein Sandpolster zu ersetzen, das sich selbst nur wenig zusammendrücken läßt.

Pfahlgründungen

Rammpfähle

Foto: Installation von Rammpfählen

Fertigteilpfähle werden aus Stahl, Stahlbeton oder Spannbeton hergestellt. Stahlpfähle sind sehr gut rammbar und unempfindlich gegen Biegebeanspruchung. Sie können durch Anschweißen beliebig verlängert werden. Stahlbetonpfähle sind weitgehend unempfindlich gegen Korrosion, aber empfindlich gegen Biegung. Spannbetonrammpfähle dagegen eignen sich insbesondere für Biegebeanspruchungen In Böden mit Hindernissen sind Stahlbeton- und Spannbetonpfähle nur bedingt einsetzbar.

Zur Herstellung von Ortbetonrammpfählen wird ein Stahlrohr, das unten mit einer Stahlspitze oder einem Betonpfropfen verschlossen ist, in den Boden gerammt. Anschließend wird das Rohr langsam gezogen und gleichzeitig Beton eingefüllt und verdichtet. Es entsteht auf diese Weise ein Pfahl mit wulstiger Oberfläche und großer Tragfähigkeit.

Lastabtragung von Pfählen

Skizze: Lastabtragung von Pfählen

Ein Pfahl kann seine Last entweder über Spitzendruck, Mantelreibung oder über beide Arten abtragen. Der Spitzendruckpfahl wird vorwiegend dort eingesetzt, wo unter einer nicht tragfähigen Schicht belastbare Bodenschichten anstehen, z.B. im Moor oder in verschlickten Flußmündungs- bzw. Niederungsgebieten. Reine Reibungspfähle findet man da, wo große Einzellasten in nur wenig belastbaren Böden abgetragen werden müssen, weil in erreichbarer Tiefe keine voll tragfähigen Schichten anstehen.

In der Mehrzahl der Fälle werden beide Lastabtagungsmöglichkeiten genutzt. Zu beachten ist jedoch der unterschiedlich große Weg, um die Mantelreibung und den Spitzendruck zu aktivieren. Bei gerammten Pfählen wird der Boden unter dem Pfahlfuß verdichtet, bei Bohrpfählen wird er durch den Bohrvorgang aufgelockert.

Bohrpfähle

Foto: Herstellung von Bohrpfählen

Bohrpfähle lassen sich weitgehend ohne Lärm und Erschütterungen herstellen. Da der Boden nicht verdrängt, sondern im Schutz eines Mantelrohres oder einer Betonitsuspension entfernt wird, sind keine großen Kräfte zu überwinden. Daher können gegenüber der Rammpfahlherstellung kleinere Geräte eingesetzt oder, bei Einsatz von Großgeräten, Pfähle mit einem Durchmesser bis zu 2,50 m und mehr hergestellt werden.

Eine Sonderform stellen die Injektionsbohrpfähle dar, das sind Pfähle mit einem Durchmesser von 12 bis 24 cm. Der Beton wird beim Ziehen des Mantelrohres unter hohem Druck in den umgebenden Boden gepreßt. Die Arbeiten lassen sich auch unter beengten Verhältnissen, z.B. in einem Kellerraum, ausführen. Die Injektionsbohrpfähle sind daher besonders gut für Unterfangungen und Sanierungen geeignet.