GrĂŒndungen und Baugrube

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GrĂŒndungen - Anforderungen

GrĂŒndungen haben die Aufgabe, die Standfestigkeit des GebĂ€udes zu gewĂ€hrleisten und ungleichmĂ€ĂŸige Setzungen zu verhindern. Von der GrĂŒndung werden die am Bauwerk auftretenden Lasten aufgenommen und in den Baugrund ĂŒbertragen. Sie kann als FlachgrĂŒndung oder als...


gegossene Bodenplatte Einleitung GrĂŒndungen haben die Aufgabe, die Standfestigkeit des GebĂ€udes zu gewĂ€hrleisten und ungleichmĂ€ĂŸige Setzungen zu verhindern. Von der GrĂŒndung werden die am Bauwerk auftretenden Lasten aufgenommen und in den Baugrund ĂŒbertragen. Sie kann als FlachgrĂŒndung oder als TiefgrĂŒndung ausgefĂŒhrt werden. Bodenplatten und Fundamente bilden die tragfĂ€hige Einheit eines GebĂ€udes und mĂŒssen entsprechend der Bodenart nach den statischen Anforderungen ausgebildet werden. Baugrund Erdarbeiten fĂŒr Planum unter Bodenplatte Der Baugrund besteht aus unterschiedlichen Bodenarten und setzt sich aus organischen sowie aus anorganischen Stoffen zusammen. Organische Stoffe sind z. B. Humus oder Torf. Anorganische Stoffe sind z. B. Sand oder Kies. Bei der Beurteilung von Bauwerken bezĂŒglich ihrer TragfĂ€higkeit sind die jeweiligen Bodenarten hinsichtlich ihrer unterschiedlichen TragfĂ€higkeit zu berĂŒcksichtigen. Sie werden unterteilt in gewachsener Boden , Fels und geschĂŒtteter Boden . Es gilt die Norm DIN 1054 ?Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau?. FlachgrĂŒndungen Streifen- und Einzelfundamente FlachgrĂŒndungen sind GrĂŒndungen, bei denen die Bauwerkslasten flĂ€chenförmig auf den Baugrund abgeleitet werden. Zu den FlachgrĂŒndungen zĂ€hlen Einzelfundamente , Streifenfundamente , Fundamentplatten und Wannenfundamente . Die Anwendung von FlachgrĂŒndungen setzt einen ausreichend tragfĂ€higen Baugrund voraus. GrundsĂ€tzlich sind alle FlachgrĂŒndungen gemĂ€ĂŸ DIN 1054 ?Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau? frostsicher auszufĂŒhren, d. h. der Boden unter den Fundamenten muss außerhalb der Frostzone liegen. Das ist in der Regel eine Mindestfrosttiefe von 80 cm . TiefgrĂŒndungen TiefgrĂŒndung mit StahlpfĂ€hlen Die Notwendigkeit von TiefgrĂŒndungen ist immer dann gegeben, wenn ein Bauwerk z. B. auf stark bindigem oder moorigem Boden gegrĂŒndet ist. Die Bodenschichten mit nicht ausreichender TragfĂ€higkeit werden dabei durchstoßen und bis auf darunter liegenden höher belastbaren Baugrund gegrĂŒndet. Man unterscheidet PfeilergrĂŒndungen , PfahlgrĂŒndungen , DruckluftgrĂŒndungen und SchwimmkastengrĂŒndungen .


Quelle: HeinzeBauOffice

GrĂŒndungen - MĂ€ngel

Bei Ă€lteren Bauwerken treten hĂ€ufig Risse in den WĂ€nden und Decken auf, die auf einen Verlust der Gebrauchstauglichkeit oder gar der TragfĂ€higkeit der GrĂŒndung zurĂŒckzufĂŒhren...


Verlust der Gebrauchstauglichkeit durch ungenĂŒgende TragfĂ€higkeit der GrĂŒndung Einleitung Bei Ă€lteren Bauwerken treten hĂ€ufig Risse in den WĂ€nden und Decken auf, die auf einen Verlust der Gebrauchstauglichkeit oder gar der TragfĂ€higkeit der GrĂŒndung zurĂŒckzufĂŒhren sind. Ursachen sind u. a. Kriechsetzungen , Setzungen infolge Lasterhöhung, Setzungen durch zyklische oder dynamische Einwirkungen, Versagen von alten HolzpfĂ€hlen, Untergrundsetzungen infolge Grundwasserabsenkungen, Einsturz von HohlrĂ€umen bei Bergsenkungen, Auslaugungen oder AusspĂŒlungen im Baugrund, Aufweichen bindiger Böden bei Wasserzutritt aus defekten KanĂ€len und Fallrohren, wie auch Schrumpfen von bindigen Böden bei Wasserentzug. Zur ErtĂŒchtigung stehen zahlreiche Verfahren des Spezialtiefbaus zur VerfĂŒgung, die sich im Umfang des Eingriffs, in der ZuverlĂ€ssigkeit aber auch in den Kosten unterscheiden. Typische MĂ€ngel historischer GrĂŒndungen Der Baugrund historischer Bauwerke kann in vielen FĂ€llen als weich und setzungsempfindlich eingestuft werden. HĂ€ufig anzutreffen sind HolzgrĂŒndungen und Streifenfundamente, bei denen die unterste Schicht aus unbehandelten, unvermörtelten Natursteinen (Packlage) besteht. Die Steifigkeit des Bodens reicht in der Regel hier nicht aus, ein Absinken zu verhindern. An den Bauwerken sind durch Setzungen ĂŒber einen lĂ€ngeren Zeitraum SchĂ€den in Form von Rissen in Wandscheiben entstanden. ZusĂ€tzliche Setzungen sind allerdings durch EinflĂŒsse wie BelastungsĂ€nderungen oder VerĂ€nderungen des Wassergehalts im Boden möglich. Typische SchĂ€den an historischen GebĂ€uden sind u. a. Setzungen bei HolzgrĂŒndungen , Setzungen durch VerĂ€nderung des Wassergehaltes im Boden und Rissbildung in Mauerwerksscheiben durch Setzungsunterschiede sowie durch Sattellage und Muldenlage . Weitere BauwerksschĂ€den können durch Grundbruch, Gleiten, Frosthebungen, Senkungen und Sackungen entstehen. Setzungen Starke Setzungen des GebĂ€udes durch GelĂ€ndebruch Setzungen entstehen aufgrund der zu geringen TragfĂ€higkeit des Baugrundes unmittelbar unterhalb der Fundamente oder der Bodenplatte. Die Ursachen sind einerseits an der unzureichenden Lastabtragung der Fundamente und andererseits in der Reduzierung der Scherfestigkeit des bindigen Bodens durch VerĂ€nderung der Konsistenz infolge Wasseraufnahme begrĂŒndet. Die GrĂŒnde hierfĂŒr können von BelastungsĂ€nderungen des Bauwerks , von VerĂ€nderungen des Baugrundzustandes (z. B. Bodenaushub, Bergbau, Grundwasserabsenkung) oder von unterschiedlichen Baugrundverformungen herrĂŒhren. Auch dynamische (Straßenbahnen, u. a.) und thermische Einwirkungen kommen als Ursache in Frage. Infolge von Grundbruch kann es zu starken Setzungen des GebĂ€udes mit Rissbildung kommen.


Quelle: HeinzeBauOffice

GrĂŒndungen - Analysen

Die Aufnahme und Analyse der SchĂ€den und die Ermittlung der Schadensursache sind Grundvoraussetzung jeder Instandsetzungsmaßnahme von GrĂŒndungen. Weiterhin ist die Feststellung der Standsicherheitsdefizite notwendig. Das Erfassen der Tragstruktur und die Art, Lage und...


Gebrauchstauglichkeit der GrĂŒndung ist nachhaltig gestört Einleitung Die Aufnahme und Analyse der SchĂ€den und die Ermittlung der Schadensursache sind Grundvoraussetzung jeder Instandsetzungsmaßnahme von GrĂŒndungen. Weiterhin ist die Feststellung der Standsicherheitsdefizite notwendig. Das Erfassen der Tragstruktur und die Art, Lage und Beschaffenheit der GrĂŒndung des GebĂ€udes ist festzustellen. Weiterhin ist der Baugrund mit seinen bodenmechanischen Eigenschaften zu erkunden, und die Ă€ußeren Einwirkungen auf das Bauwerk und auf dessen GrĂŒndung sind zu beurteilen. Bestandsaufnahme und -analyse Bei der Bestandsaufnahme und -analyse von GebĂ€uden im Bestand sind oftmals die Art und Abmessungen der Tragstrukturen nicht bekannt. Deshalb mĂŒssen sie ermittelt oder verifiziert werden. Die Bestandsaufnahme wird durch eingeschrĂ€nkte ZugĂ€nglichkeit, unvermeidbare FlurschĂ€den oder Arbeiten in beengten KellerrĂ€umen erschwert. Folgende Bearbeitungsschritte sind bei der Bestandsaufnahme und -analyse zu beachten: Analyse des Rissverlaufes und der zeitlichen Entwicklung von erkennbaren Verformungen Beschaffung und Auswertung von Bestandsunterlagen des GebĂ€udes (FundamentplĂ€ne, LastenplĂ€ne, Besonderheiten bei der AusfĂŒhrung, ggf. Bestandsvermessung) Ermittlung besonderer Einwirkungen wie An- oder Umbauten, Umnutzungen, ErschĂŒtterungen, geohydraulischer Eingriffe (DrĂ€nagen, Brunnen, Grundwasserabsenkungen, Kanalisation) Begehung des Umfeldes und Erhebung vergleichbarer SchĂ€den in der Region PrĂŒfung großrĂ€umiger Verformungen des Untergrundes (ErdfĂ€lle, Rutschungen, Hangkriechen) Beurteilung der Frosteinwirkung auf die GrĂŒndung Beurteilung der Einwirkung von Bewuchs der angrenzenden FreiflĂ€che Freilegen der GrĂŒndung durch lokale Ausschachtungen Abgleich der vorgefundenen VerhĂ€ltnisse mit den Bestandsunterlagen Erkundung des Baugrundes durch SchĂŒrfe, Bohrungen und Rammsondierungen, Entnahme von Bodenproben Feld- und Laborversuche zur Bestimmung der relevanten Bodenkennwerte Klassifikation des Baugrundes und der hydrogeologischen VerhĂ€ltnisse (Grundwasser, Schichtwasser, Sickerwasser) Ermittlung der TragfĂ€higkeit und Gebrauchstauglichkeit der GrĂŒndungskonstruktion Aus geotechnischer Sicht ist die Vorgehensweise zur Erkundung der GrĂŒndungsstruktur und des Baugrundes besonders hervorzuheben. Entsprechende Mittel, wie z. B. SchĂŒrfe und Ausgrabungen , können unterstĂŒtzend zur Bestandsaufnahme angewendet werden. Mit den bei der Analyse des Baugrundes erhaltenen Erhebungen, Untersuchungen und Interpretationen lassen sich in einfachen FĂ€llen Schadensursache und Schadensmechanismus klar identifizieren, so dass eine Prognose ĂŒber die weitere Schadensentwicklung möglich ist. HĂ€ufig ĂŒberlagern sich verschiedene Einwirkungen zu komplexen SchĂ€den, so dass die Planung einer zweckmĂ€ĂŸigen NachgrĂŒndung nicht nur einen erhöhten Aufwand fĂŒr die Erkundung, sondern auch einen intensiven Dialog zwischen BausachverstĂ€ndigen, Geotechnikern, Tragwerksplanern, Bauphysikern und ggf. Bauhistorikern voraussetzt. Verfahren zur Erkundung des Baugrundes Erkundung des Baugrundes Sind keine ausreichenden Kenntnisse ĂŒber die Beschaffenheit des Baugrundes vorhanden, mĂŒssen z. B. durch Bohrungen (gemĂ€ĂŸ DIN EN ISO 22475-1 ?Geotechnische Erkundung und Untersuchung ? Probenentnahmeverfahren und Grundwassermessungen ? Teil 1: Technische Grundlagen der AusfĂŒhrung?) durch schmale, bis an die WĂ€nde der bestehenden Fundamente heranreichende SchĂŒrfgruben oder durch andere geeignete Verfahren nach DIN 4020 ?Geotechnische Untersuchungen fĂŒr bautechnische Zwecke?, die genaue Art, Lage, Tiefe und Beschaffenheit der Fundamente untersucht werden. Bei den Untersuchungen ist auf wechselnde oder schrĂ€g verlaufende Bodenschichten, auf Bodenschichten mit ungenĂŒgender TragfĂ€higkeit oder mit Neigung zur GleitflĂ€chenbildung zu achten. Überblick ĂŒber die TragfĂ€higkeit des Baugrundes lĂ€sst sich durch geeignete Verfahren, z. B. Rammsondierungen und Bohrungen , gewinnen. Grundwasser- und SchichtwasserverhĂ€ltnisse GemĂ€ĂŸ DIN 4020 sind die Grundwasser- und SchichtwasserverhĂ€ltnisse zu untersuchen. Die DIN 4123 ?GebĂ€udesicherung im Bereich von Ausschachtungen, GrĂŒndungen und Unterfangungen? legt fest, dass sich der Spiegel des Grundwassers mindestens 0,5 m unterhalb der geplanten GrĂŒndungssohle befindet. Ist dies nicht der Fall, muss der Wasserspiegel entsprechend abgesenkt werden. Beim Auftreten von Schichtenwasser kann auf der wasserundurchlĂ€ssigen Schicht durch das Schichtenwasser Bodenmaterial ausgeschwemmt werden und zum Verlust der TragfĂ€higkeit fĂŒhren. Im Boden können wenig tragfĂ€hige, weiche oder breiige Bodenschichten örtlich begrenzt oder linsenförmig innerhalb fester Schichten vorhanden sein. Bei der Untersuchung bestehender baulicher Anlagen ist auf das Vorhandensein der im Boden befindlichen Leitungen, z. B. von Wasser, Abwasser, Strom, Heizung etc. zu achten. Setzungen an historischen HolzgrĂŒndungen Die Untersuchung von Setzungen, die durch die Zerstörung der HolzgrĂŒndung verursacht werden, schließt eine eingehende Beobachtung des Verformungsverhaltens des Bauwerks und der GrĂŒndung ein. ZusĂ€tzlich sind Bodenproben unterhalb der GrĂŒndung des Bauwerks zu entnehmen, mit denen im Labor durch den Kompressionsversuch die erforderlichen Kennwerte zur Bestimmung der Setzungsrate gewonnen werden können. Die Setzungen des Bodens und jene des Fundamentes werden verglichen. Eine Zerstörung der GrĂŒndung (Holzkonstruktion) liegt bei deutlich höherer Setzung des Fundaments gegenĂŒber der des Bodens vor. Eine Holzzerstörung kann weitestgehend ausgeschlossen werden, wenn die gemessenen und ermittelten Setzungen eng zusammen liegen.


Quelle: HeinzeBauOffice

GrĂŒndungen - Maßnahmen

Aufgrund von Änderungen der BaugrundverhĂ€ltnisse, z.B. Schwankungen des Grundwasserspiegels oder der VergrĂ¶ĂŸerung der Lastabtragung ĂŒber die Fundamente in den Baugrund infolge baulicher Maßnahmen oder NutzungsĂ€nderungen, besteht die Notwendigkeit von Instandsetzung bzw....


Setzungsrisse am GebĂ€udebestand Einleitung Aufgrund von Änderungen der BaugrundverhĂ€ltnisse, z. B. Schwankungen des Grundwasserspiegels oder der VergrĂ¶ĂŸerung der Lastabtragung ĂŒber die Fundamente in den Baugrund infolge baulicher Maßnahmen oder NutzungsĂ€nderungen, besteht die Notwendigkeit von Instandsetzung bzw. Sanierung von vorhandenen Fundamenten. Zu beachten sind hierbei nicht nur das Zusammenwirken von Unterfangungskonstruktion und Baugrund, sondern auch mögliche Auswirkungen auf das GesamtgebĂ€ude. Bei den Maßnahmen zur Erhöhung der Gebrauchstauglichkeit der GrĂŒndungen wird zwischen konventionellen FundamentverstĂ€rkungen, dem Einbau von PfahlgrĂŒndungen, Verpressungen und Vermörtelungen und indirekten Maßnahmen (Bodenverbesserungen) unterschieden. Mit Ausnahme von denkmalgeschĂŒtzten Objekten ist die Wirtschaftlichkeit der Instandsetzungsmaßnahmen ein Hauptkriterium. FundamentverstĂ€rkung Bei ausreichend tragfĂ€higem Baugrund ist zur Reduzierung von Zusatzsetzungen und zur Erhöhung der Grundbruchsicherheit eine Verbreiterung der Fundamente oder eine Tieferlegung der GrĂŒndungssohle ausreichend. Zur Tieferlegung von Streifenfundamenten können gemĂ€ĂŸ DIN 4123 ?GebĂ€udesicherung im Bereich von Ausschachtungen, GrĂŒndungen und Unterfangungen? konventionelle Unterfangungen ausgefĂŒhrt werden. Streifen- und Einzelfundamente können durch beidseitige Streichbalken bzw. durch umlaufende Manschetten verbreitert werden. Eine weitere Maßnahme zur FundamentverstĂ€rkung ist die nachtrĂ€gliche GrĂŒndung auf Stahlbetonbalken . Besteht die Gefahr eines Grundbruches, ist gemĂ€ĂŸ DIN 4123 ?GebĂ€udesicherung im Bereich von Ausschachtungen, GrĂŒndungen und Unterfangungen? abschnittsweise eine VerstĂ€rkung der Fundamente vorzusehen. Der Kraftschluss wird durch eine Verzahnung bzw. durch Joche erreicht. Es kann auch eine Verspannung mit AnkerstĂ€ben vorgenommen werden. Sind die Fundamente aus Naturstein hergestellt worden, sollte durch Verpressung oder Vernadelung zusĂ€tzlich eine Stabilisierung des GrĂŒndungskörpers eingeplant werden. Systemskizze FundamentverstĂ€rkung Systemschnitt, Streifenfundament mit Streichbalken und StecktrĂ€ger Systemschnitt, Einzelfundament mit Manschette und SpanstĂ€be Verpressungen und Vermörtelungen Herstellen von DĂŒsenstrahlkubaturen fĂŒr TiefengrĂŒndungen, FundamentverstĂ€rkungen und Bodenstabilisierungen Mit den Verfahren zur Verpressung und Vermörtelung lĂ€sst sich die TragfĂ€higkeit des Baugrundes verbessern und damit die Gebrauchstauglichkeit bestehender GrĂŒndungen erhöhen. Die Anwendungen reichen von der Poreninjektion zur Verfestigung nicht bindiger Böden bis zum DĂŒsenstrahlverfahren , bei dem durch Vermörtelung des Bodens unter bestehenden Fundamenten ein neuer Tragkörper hergestellt wird. Weiche, bindige, wie auch organische Böden lassen sich zwar vermörteln aber die erforderliche Druckfestigkeit lĂ€sst sich nur mit zusĂ€tzlichen Maßnahmen erreichen. Da das DĂŒsenstrahlverfahren in nahezu allen Bodenarten einsetzbar ist und gegenĂŒber InhomogenitĂ€ten eine deutlich grĂ¶ĂŸere Toleranz aufweist, hat es die Poreninjektion bei NachgrĂŒndungen bis auf wenige Ausnahmen verdrĂ€ngt. Pfahlkonstruktionen Pfahlkonstruktionen werden zur NachgrĂŒndung von Einzel- und Streifenfundamenten immer dann eingesetzt, wenn der Baugrund in der Lastzone keine ausreichende TragfĂ€higkeit besitzt, so dass zur Sanierung ĂŒberschaubare Lasten tiefer gegrĂŒndet werden mĂŒssen. Typische Anwendungsgebiete sind verrottete HolzpfahlgrĂŒndungen historischer Bauwerke, VerstĂ€rkung tief gegrĂŒndeter Fundamente oder nachtrĂ€gliche TiefgrĂŒndung punktueller Fundamentbereiche, bei Verlust der TragfĂ€higkeit infolge VernĂ€ssung. Ebenso werden Pfahlkonstruktionen als temporĂ€re Abfangung bei Unterfangungen, Umlastungen und bei der nachtrĂ€glichen Herstellung von Tiefgeschossen unter oder neben dem Bestand eingesetzt. Wegen der speziellen Anforderungen, die sich aus ZugĂ€nglichkeit, begrenzter Arbeitshöhe und Tragverhalten ergeben, haben sich verschiedene Pfahlsysteme durchgesetzt, die sich in KleinbohrpfĂ€hle (Ortbeton- und VerbundpfĂ€hle) und in SegmentpfĂ€hle (PresspfĂ€hle) gliedern. Der Unterfangungsabschnitt wurde nach dem Einpressen des Pfahls mit Bewehrung, Leerrohr fĂŒr Anker, EntlĂŒftungs- und Verpressschlauch versehen. Konstruktive VerstĂ€rkungen Zur Instandsetzung der GrĂŒndungen können konstruktive VerstĂ€rkungen eingesetzt werden. Mögliche konstruktive VerstĂ€rkungen sind: Fundamentverbreiterung , Querbalken auf PfĂ€hlen , WurzelpfĂ€hle oder Stopfen des Bodens . BauausfĂŒhrung Bei der BauausfĂŒhrung ist die Standsicherheit bestehender baulicher Anlagen besonders sicherzustellen. So ist z. B. die Scheibenwirkung der WĂ€nde zu gewĂ€hrleisten und bei Arbeiten im und am Erdreich ist der Grundwasserspiegel zu ĂŒberprĂŒfen und ggf. eine Grundwasserabsenkung vorzunehmen. Weiterhin gibt die DIN 4123 ?GebĂ€udesicherung im Bereich von Ausschachtungen, GrĂŒndungen und Unterfangungen? fĂŒr die DurchfĂŒhrung der Arbeiten bei Ausschachtungen, GrĂŒndungen und Unterfangungen RegelausfĂŒhrungen vor. Zur AusfĂŒhrung der Baugrube ist die DIN 4124 ?Baugruben und GrĂ€ben? zu beachten. GrĂŒndung neuer Bauwerke neben bestehenden Bauwerken Beim Bauen im Bestand ist davon auszugehen, das keine oder nur unvollstĂ€ndige Planunterlagen vorhanden sind, so dass das GebĂ€ude neu aufgemessen werden muss. Aber auch beim Vorhandensein von Bauunterlagen der bestehenden GebĂ€ude muss durch Stichproben untersucht werden, ob die PlĂ€ne dem tatsĂ€chlichen Bestand entsprechen. Besonders problematisch ist der Neubau innerhalb alter, historischer Gemeinden. In der Regel ist die alte Bebauung auf nicht ausreichend tragfĂ€higem Untergrund errichtet worden, z. B. dem Bauschutt Ă€lterer GebĂ€ude, im Bereich verlandeter Flussarme usw. HĂ€ufig sind beim Freilegen der GrĂŒndungen nicht mehr bekannte, leere oder mangelhaft aufgefĂŒllte Kellergewölbe zu finden. Wird daher ein Bauwerk neben vorhandenen Bauten errichtet, ist es erforderlich sich ĂŒber die rĂ€umlichen und statischen Gegebenheiten der bestehenden GebĂ€ude zu informieren. Erst wenn diese ausreichend untersucht sind, kann beim Bauen im Bestand mit der Planung des neuen GebĂ€udes begonnen werden. Die GrĂŒndungsebene kann dabei in gleicher Tiefe wie Bestand , tiefer als Bestand oder höher als Bestand liegen.


Quelle: HeinzeBauOffice

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