Gründung

Gründungen und Fundamente haben eine wichtige statische Aufgabe. Sie sorgen dafür, dass die Last des Bauwerks auf den Baugrund übertragen und dort gleichmäßig verteilt wird. Da die Festigkeit der Böden geringer ist als die Festigkeit der Baustoffe, werden lastverteilende Fundamente unter den tragenden Elementen des Bauwerks angeordnet.

Bei historischen Bauwerken stand den Architekten und Ingenieuren eine begrenzte Auswahl an Gründungsmethoden zur Auswahl. Zur Anwendung kamen Steinblockfundamente und Steinschüttfundamente, bei denen Steine in weichen plastischen Boden gepresst wurden sowie Pfahlgründungen für weiche oder fließende Böden z.B. in Venedig, Amsterdam, St. Petersburg aber auch für Wasserschlössern und Kirchen und Holzlagen aus Baumstämmen. Es fehlte damals an Maschinen und technischen Möglichkeiten, um Wasserabsenkungen vorzunehmen. Den historischen Gründungsmethoden ist gemeinsam, dass sie keine Last verteilende Zugkraft parallel zur Gründungsebene aufnehmen konnten, lediglich vertikale höchstens horizontale Druckkräfte. Ein bekanntes Beispiel dieser vertikalen Setzung sind Turmbauten, bei denen es zu sehr hohen Lastkonzentrationen kommen kann, die wiederum zu hohen Randpressungen führen können. Das führt zu Schrägstellungen wie beim Turm von Pisa.

Bei einer Flachgründung werden die Bauwerkslasten durch Fundamente flächenförmig auf die Gründungsfläche abgetragen. Die Verteilung muss so erfolgen, dass keine relevanten Zugkräfte in der Gründungssohle entstehen, d.h. die Lastverteilung darf nicht über Biegung im Fundament erfolgen. Neben der Druckbelastung durch das Gebäude wirken die Kräfte aus dem Sohldruck, der Bodenpressung. Die Lastenverteilung der Gebäudelast von oben und des Sohldruckes von unten erfolgt über die Fähigkeit der Gründung, Biegekräfte (Momente) aufnehmen zu können. Bei Flachgründungen werden Streifenfundamente unter den Wänden und Einzelfundamente unter den Last abtragenden Stützen unterschieden. Einzelfundamente werden in der Regel als Verstärkung der Sohlplatte ausgebildet bzw. integriert.

Abb. 1 Tragende Bodenplatte mit Außenwandanschluss
Quelle: KomZet Bau Bühl

Fundamentplatten werden bei Flachgründungen auf schlechtem Untergrund vorgesehen, sind aber auch als Unterbau für Kellerbauten bei tragenden Böden zu empfehlen. Die Ausführung erfolgt in Stahlbeton. Die Platte wird auf einer Sauberkeits-/Magerbetonschicht oder direkt auf den Unterbau aufgelegt, der als mindestens 20 cm dicke Kapillarschicht aus Grobschotter eingebracht wird.

Abb. 2 Bodenplatte als Fundamentplatte
Quelle: KomZet Bau Bühl

Blockfundamente gleichen einem Block mit quadratischem Grundriss. Sie können auch in rechteckigem Querschnitt ausgeführt sein, sofern Stützen eingespannt und damit Biegemomente und/oder Horizontalkräfte übertragen werden sollen. Das Blockfundament zählt zur Gruppe der Flachgründungen. Blockfundamente werden im Wohnungsbau eingesetzt. Aufgrund des größeren Gewichts werden sie meist an Ort und Stelle betoniert. Kleinere Blockfundamente oder Köcherfundamente können in manchen Fällen auch in einem Fertigteilwerk hergestellt und mittels Lkw und Kran zur Baustelle verbracht und dort dann in ein vorbereitetes Frischbetonbett versetzt werden.

Abb. 3 Statikplan Blockfundament KOMZET BAU BÜHL
Quelle: KomZet Bau Bühl

Diese Fundamentart ist streifenartig ausgebildet. Auf dem Fundament steht die Wand oder liegt eine dünne, statisch nicht tragende Bodenplatte (z.B. die Kellerbodenplatte) auf. Das Streifenfundament überträgt die Lasten aus den aufstehenden Wänden oder Pfeilern ins Erdreich. Um eine größere Lastverteilungsfläche zwischen Wand und Erdreich zu erreichen, wird das Streifenfundament in der Regel breiter als die aufstehende Wand bzw. Stütze ausgeführt. Die erforderliche Fundamentbreite, die Betongüte und die aus statischen Gründen erforderliche Bewehrung werden in einer statischen Berechnung ermittelt und ist abhängig vom anstehenden Baugrund.

Abb. 4 Streifenfundament KOMZET BAU BÜHL
Quelle: KomZet Bau Bühl

Ein Einzelfundament kommt zur Ausführung, wenn einzeln stehende Stützen aufgestellt werden. Es dient zur Lastübertragung eines vertikalen Bauteils in das darunter liegende Fundament. Die Gründung muss auf ausreichend tragfähigem Boden erfolgen. Dabei muss die Frostsicherheit von 80 - 120 cm gewährleistet sein. Die aufgehende Stütze ist nicht über einen eingelassenen Köcher, sondern über einen Stützenfuß oder andere Anschlusskonstruktionen angeschlossen, die auf dem Einzelfundament aufsitzt. Bei biegesteif anzuschließenden Stahlbetonstützen werden diese über eine entsprechende Bewehrung, die bereits bei der Herstellung des Einzelfundaments integriert wird, angeschlossen.

Abb. 5 Blockfundament KOMZET BAU BÜHL
Quelle: KomZet Bau Bühl

Zur Gründung von Fertigteilstützen dienen Köcherfundamente. Die Stützen werden durch einen Dollen am oberen Rand des Bechers zentriert. Ein Köcherfundament besteht aus der unteren Stahlbeton-Fundamentplatte, deren Größe sich nach den statischen Erfordernissen richtet sowie dem aufstehenden Köcher. Dieser weist in der Mitte eine ausreichend große Vertiefung zur Aufnahme der Fertigteilstütze auf, die als Köcher bezeichnet wird. Die Innenseite des Köchers kann dabei entweder glatt oder rau hergestellt werden, wobei die Tragfähigkeit der späteren Fundament-Stützenkombination davon abhängt, wie gut die Verzahnung zwischen der Stütze und der inneren Köcherwandung ist. Der zwischen beiden Fertigteilen planmäßig vorgesehene Hohlraum wird nach dem Einsetzen und Ausrichten der Stütze mit einem speziellen und der Betongüte des Fundaments gleich- oder höherwertigen Vergussmörtel ausbetoniert, um eine kraftschlüssige und dauerhafte Verbindung (Verzahnung) zwischen dem Köcherfundament und der Stahlbetonstütze zu erzielen. Das Erdreich wird bei Köcherfundamenten meist bis zur Oberkante des Köchers verfüllt, in manchen Fällen kann der obere Teil des Köchers aber auch noch sichtbar sein. Das Köcherfundament zählt zur Gruppe der Flachgründungen.

Abb. 6 Blockfundament als Köcherfundament KOMZET BAU BÜHL
Quelle: KomZet Bau Bühl

Das Gründen mit Pfählen ist eine der ältesten Gründungsmethoden. Sie wird verwendet auf weichem, wässrigem oder nicht ausreichend tragfähigem Baugrund oder an engen Baustellen. Man unterscheidet die Pfähle nach der Art ihrer Herstellung, dem Einbau und dem Verfahren.

Bei der Herstellung werden Fertigpfähle, Ortbetonpfähle und Verbundpfähle unterschieden. Fertigpfähle werden in ganzer Länge oder Teilstücken vorfabriziert und montiert. Ortbetonpfähle werden im Bohrloch betoniert. Bei Verbundpfählen wird ein vorgefertigtes Tragglied (Stahl oder Beton) in ein Bohrloch eingeführt und dort mit Zementmörtel verpresst. Es entsteht ein Verbund von Baugrund und Tragglied. Verpressanker sind ein Sonderfall des Verbundankers. Sie werden als Verpresspfahl und als Verpressanker mit Vorspannung hergestellt.

Abb. 7 BG Bau – B 184
Quelle: KomZet Bau Bühl

Abb. 8 Großdrehbohrergerät
Quelle: KomZet Bau Bühl

Pfahlgründungen können auf unterschiedliche Weise eingebaut werden, durch:

• Rammen
• Bohren
• Spülen
• Verpressen
• Rütteln oder
• Schrauben

Rammpfähle haben den Nachteil, dass sie ein platzaufwendiges Rammgerät benötigen und starke Erschütterungen auftreten.

Abb. 9 BG Bau -B 184
Quelle: KomZet Bau Bühl

• Pfahlgründungsverfahren mit Erdreichverdrängung
• Verdrängungsbohrverfahren
• Pfahlgründungsverfahren mit Erdaushub

Eine besondere Pfahlart ist die Kombination von Pfahlgründung und Energiepfählen zur Nutzung oberflächennaher Geothermie. Bei Gebäuden, die aufgrund der Geologie eine Pfahlgründung benötigen, lässt sich die Geothermie besonders kostengünstig einsetzen. Ortbetonpfähle haben wegen des Einbaus der erforderlichen PE-Rohre nach dem Einbringen der Vortreibrohre Vorteile gegenüber Fertigpfählen, da sie nicht durch den Rammvorgang beschädigt werden können. Vor dem Einbau der PE-Rohre in das Vortreibrohr und nach Fertigstellung der Pfähle werden Dichtigkeitsprüfungen durchgeführt. Nach dem Kappen der Pfähle erfolgt die horizontale Anbindung der PE-Rohre an die Wärmepumpen der Energiezentrale.

Abbildung 10 Statikplan Bohrpfahl Quelle KOMZET BAU BÜHL
Quelle: KomZet Bau Bühl

Abbildung 11 Bewehrung Bohrpfahl
Quelle: Stahl Straub

Abbildung 12 Bewehrung Bohrpfahl
Quelle: Stahl Straub

Einzelfundamente mit Fertigteilstützen kommen zum Einsatz, um den Bauablauf zu beschleunigen. Es dient zur Lastübertragung eines vertikalen Bauteils in das darunter liegende Fundament. Die Gründung muss auf ausreichend tragfähigem Boden erfolgen. Dabei muss die Frostsicherheit von 80 - 120 cm gewährleistet sein. Die aufgehende Stütze ist nicht über einen eingelassenen Köcher, sondern über einen Stützenfuß oder andere Anschlusskonstruktionen angeschlossen, die auf dem Einzelfundament aufsitzen. Bei biegesteif anzuschließenden Stahlbetonstützen werden diese über eine entsprechende Bewehrung, die bereits bei der Herstellung des Einzelfundaments integriert wird, angeschlossen.

Abb. 13 Fertigteilstütze inkl. Fundament
Quelle: KomZet Bau Bühl

PDF - Bohrgeräte im Spezialtiefbau B 184