Bauwerke sicher gründen

Die Bauwerksgründung ist dafür verantwortlich sämtliche Lasten aus einem Bauwerk sicher in den Baugrund abzuleiten. Sicher heißt hier, dass das Bauwerk sich nicht schief stellt, keine unvertretbaren Verformungen erfährt oder gar einstürzt. Wie ein Bauwerk gegründet werden muss, ist in erster Linie abhängig vom Baugrund. Dieser Artikel schafft einen Überblick über die Möglichkeiten der Bauwerksgründung und zeigt auf, wann welcher Gründung der Vorzug gegeben wird.

Welche Gründungsmöglichkeiten gibt es?

Die heutigen technischen Möglichkeiten lassen die Gründung auf fast jedem Baugrund zu. Allerdings gilt auch: je aufwendiger, desto teurer die Gründung. Die Kenntnis des Baugrundaufbaus ist daher essenziell, um eine angemessene Gründungsart zu wählen, die nicht teurer als nötig ist. Grundsätzlich lassen sich zwei Arten von Gründungen unterscheiden: die Flachgründung und die Tiefgründung. Bei Flachgründungen wird die Bauwerkslast flächig und oberflächennah in den Baugrund abgeleitet, die baulichen Eingriffe in den Baugrund halten sich hierbei in Grenzen. Sofern der Baugrund es hergibt handelt es sich hierbei um die kostengünstigste Lösung. Gibt der Baugrund die Tragfähigkeit nicht her (oft zum Beispiel bei Seeton der Fall), dann ist entweder eine Tiefgründung oder eine Bodenverbesserung erforderlich.

Bei Bodenverbesserungen handelt es sich um Maßnahmen, die den vorhandenen Baugrund so verändern, dass eine Flachgründung ermöglicht wird. Dies kann auch einen Bodenaustausch bedeuten, bei dem der wenig tragfähige Baugrund durch setzungsarmes Material ersetzt wird. Bodenverbesserungen sind umso teurer, je tiefer der Eingriff erfolgen muss. Ab einem gewissen Punkt wird dann die Tiefgründung die wirtschaftlichere Variante. Unter einer Tiefgründung versteht man bauliche Elemente, die die wenig tragfähigen Schichten überbrücken und die Lasten in tragfähige Schichten ableiten.

Das Prinzip einer Flachgründung besteht darin, dass konzentrierte Lasten aus beispielsweise Wänden oder Stützen auf eine größere Fläche verteilt und so sicher in den Baugrund abgeleitet werden können. Je nach Geometrie unterscheidet man zwischen Streifen- und Einzelfundamenten sowie der Platten- oder Flächengründung.

Flachgründung

Einzelfundamente und Streifenfundamente

Streifenfundamente sind deutlich länger als breit und werden genutzt, um beispielsweise Linienlasten aus Wänden abzutragen. Bei normaler Wohnbebauung und geeignetem Baugrund ist dies die häufigste Gründungsart und wird hier wenigstens umlaufend um das Gebäude angeordnet. Je nach statischer Erfordernis werden innerhalb des Gebäudeumrisses weitere Streifenfundamente angeordnet.

Bei Einzelfundamenten handelt es sich um gedrungene, häufig quadratische Fundamente. Sie können allerdings auch abweichende Formen aufweisen und beispielsweise kreisförmig ausgebildet werden. Sie kommen zum Einsatz, wenn punktförmige Lasten aufgenommen werden müssen, beispielsweise bei Stützen eines Hallenbaus oder auch in kleinerer Form beim Bau eines Carports.

Tragende Bodenplatte

Außerdem besteht die Möglichkeit, die komplette Bodenplatte als Gründungselement auszubilden. So können die Lasten über eine sehr große Fläche abgetragen werden, wodurch sich geringere Bodenpressungen ergeben. Im Vergleich zu einer Bodenplatte die keine tragende Funktion übernimmt, wird eine als Fundament genutzte Bodenplatte stärker bewehrt und dicker ausgeführt. Dies resultiert einerseits in höheren Kosten für Beton und Bewehrungsstahl, auf der anderen Seite kann jedoch auf eine sonst möglicherweise notwendige Tiefgründung oder Bodenverbesserung ganz oder in Teilen verzichtet werden. Ein Vorteil der Plattengründung gegenüber der Gründung über Einzel- und Streifenfundamenten besteht zudem darin, dass sich der Aufwand für die Schalung reduziert, sofern nicht unmittelbar gegen die Erde betoniert wird.

Dimensionierung bzw. Bemessung der Flachgründung

Bei der Dimensionierung einer Flachgründung, also der Bestimmung der Abmessungen und der Einbindetiefen, gilt grundsätzlich, dass eine tiefere Einbindung in den Baugrund und eine größere Abmessung der Grundfläche des Fundaments zu einer stabileren Gründung und geringeren Setzungen führt. Grundsätzlich muss eine frostsichere Gründung gewährleistet werden, was durch eine Mindesteinbindetiefe der Fundamente erfolgt. Der Betrag der Mindesteinbindung hängt von der geographischen Lage des Grundstücks ab. Je kälter die Winter, desto tiefer muss die Gründung erfolgen. In Deutschland liegt die frostsichere Gründungstiefe im überwiegend zwischen 0,8 m und 1,0 m.

Sowohl eine tiefere Einbindung, als auch eine größere Fundamentabmessung führen jedoch zu auch zu höheren Kosten, daher gilt es, die zulässigen Setzungen und Setzungsdifferenzen zu ermitteln und abzuwägen, ob dies mit einer Flachgründung mit vertretbarem wirtschaftlichen Aufwand realisiert werden kann. Ist dies nicht der Fall, da der Baugrund zu schlecht ist, wird eine Bodenverbesserung oder Tiefgründung notwendig.

Bodenverbesserung

Wie der Namen vermuten lässt, wird bei der Bodenverbesserung versucht, den bestehenden Boden so zu ertüchtigen, dass er die zu erwartenden Lasten schadlos abtragen kann. Aber auch ein Bodenaustausch, bei dem der nicht tragfähige Boden ganz oder teilweise entfernt und durch geeigneten Boden ersetzt wird, kann als Bodenverbesserung verstanden werden.

Weiche bindige oder organische Böden werden dann ausgebaggert („ausgekoffert“) und durch gut verdichtbaren Boden ersetzt. Über diesen Ersatzboden können die Lasten aus dem Bauwerk dann mit deutlich geringer ausgeprägten Setzungen abgetragen werden.

Der Bodenaustausch wird bei großen Tiefen schnell unwirtschaftlich. Bevor nur noch eine Tiefgründung als letzte Variante verbleibt, können noch Methoden des Spezialtiefbaus angewendet werden, die noch zu den Verfahren der Bodenverbesserung zugerechnet werden. Ein solches Verfahren wäre beispielsweise die Rüttelstopfverdichtung, der Säulen aus Schotter im Baugrund erstellt werden, die die Tragfähigkeit des Baugrunds erhöhen.

Tiefgründung

Ist eine Flachgründung nicht möglich und führt eine Bodenverbesserung nicht wirtschaftlich zum Erfolg, wird die Umsetzung einer Tiefgründung notwendig. Das Ziel der Tiefgründung ist die Überbrückung nicht ausreichend tragfähiger Schichten und der Lastabtrag in tragfähige Schichten.

Der bekannteste Vertreter der Tiefgründung ist hier wohl die Pfahlgründung über Bohrpfähle, bei dem mit großem Gerät Löcher mit Durchmessern in der Größenordnung von Dezimetern bis hin zu Metern in den Baugrund gebohrt werden. Das Loch wird mit Beton gefüllt und üblicherweise mit Bewehrung versehen. Anzahl und Anordnung der Pfähle ergeben sich aus den statischen Erfordernissen des Bauwerks.

Eine Gründungsart, die der Ausbildung nach einer Pfahlgründung entspricht, die jedoch nicht besonders tief reichen, sind die Schraubfundamente.

Fazit

Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, wie ein Bauwerk sicher gegründet werden kann. Welche Gründungsart für ein Bauwerk fachtechnisch und wirtschaftlich optimal ist, ergibt sich immer aus einer kombinierten Betrachtung von Bauwerk und Baugrund und kann damit niemals pauschal sondern immer nur am Einzelfall beurteilt werden.