Bautechnische Prozessbeschreibung: Gründung
Beim Errichten eines Bauwerks hat die Gründung die Aufgabe, eine stabile und sichere Basis zu schaffen und die Last des darauf entstehenden Baukörpers gleichmäßig auf den Baugrund abzuleiten.
Gründungsarten
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Flach- und Tiefengründungen. Welche Gründung zur Anwendung kommt, geben die Bodenverhältnisse und die Normen des jeweiligen Landes vor.
Flachgründungen
Bei einer Flachgründung werden die Lasten des Bauwerks auf einem flachen Fundament verteilt, das direkt auf dem verdichteten Untergrund aufliegt. In der Regel besteht das Fundament aus Beton, dessen Dicke je nach Größe und Gewicht des Bauwerks variiert.
Tiefengründungen
Bei einer Tiefengründung werden Pfahlgründungen oder Pfahlwände eingebracht, um die Lasten auf eine stabile Schicht im Untergrund zu übertragen. Die Lasten werden im Vergleich zur Flachgründung über eine größere Fläche abgeleitet. Das führt zu einer höheren Stabilität.
Tiefengründung mit Betonpfählen
Die häufigste Art einer Tiefengründung ist die Pfahlgründung mit Betonpfählen.
Gründungspfähle aus Beton werden als Ortbeton- oder Fertigbetonpfähle errichtet. Je nach Bodenverhältnis wird das passende Verfahren für die Einbringung der Pfähle gewählt. Hier wird zwischen Bohrpfählen, Verdrängungspfählen, Ramm- und Rüttelpfählen sowie Verschraubungspfählen unterschieden.
Welches Verfahren angewendet wird und wie viele Pfähle eingebracht werden müssen, ist in der Norm des jeweiligen Landes festgelegt. Zur Prüfung der Wirtschaftlichkeit werden bei größeren Projekten häufig Probepfähle gebohrt. Diese Probebohrungen werden anschließend einer statischen bzw. einer dynamischen Pfahl-Probebelastung ausgesetzt, um die Tragfähigkeit zu bestimmen.
Statische Pfahl-Probebelastung
Die statische Pfahl-Probebelastung prüft die äußere Tragfähigkeit des Pfahls, der bei der Prüfung einer vertikalen Last ausgesetzt wird. Ein Lastmessgerät misst dabei die Belastung, die stufenweise erhöht wird. Bei jeder Erhöhung wird die vertikale Setzung des Pfahls gemessen, um schließlich das Maximalgewicht - die sogenannten Bruchlast - zu bestimmen, bei dem der Pfahl zu versagen beginnt.
Probeaufbau für eine statische Pfahl-Probebelastung
Schrittweise wird das Gewicht auf den Bohrpfahl erhöht und die Setzung des Pfahls gemessen.
Mit einem Kraftaufnehmer wird die Kraft gemessen, die auf den Sensor im Bohrpfahl wirkt.
Die Messungen werden dokumentiert und anschließend in einem Belastungssettlement-Diagramm dargestellt.
Dynamische Pfahl-Probebelastung
Die dynamische Pfahl-Probebelastung prüft die innere Tragfähigkeit des Pfahls. Dabei fällt ein Gewicht mit einer bestimmten Fallhöhe auf den Pfahl. Ein Sensor im aufbetonierten Pfahl misst dabei die Mantelreibung und hilft bei der Bestimmung der dynamischen Bodenparameter wie Steifigkeit, Dämpfung und Resonanzfrequenz.
Die Auswertung der statischen und dynamischen Probebelastung erfolgt durch eine:n Geotechniker:in. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die tatsächliche Tragfähigkeit des Pfahls wodurch bestimmt wird, ob die beabsichtigte Gründungsmethode geeignet ist. Auch wirtschaftliche Optimierungsmöglichkeiten wie beispielweise eine geringere Anzahl von Pfählen, eine geringere Bohrtiefe oder eine Optimierung der Tiefengründungspfähle sind häufig Ergebnisse aus den Pfahl-Probebelastungen.
Durchführung der Spezialtiefbau-Arbeiten
Nach Auswertung der Pfahl-Probebelastungen werden die dabei berechneten Bohrpfähle in der jeweiligen Tiefe erstellt.
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