Bei einer Brunnengründung handelt es sich um eine Bauwerksgründung, bei der die Lasten in tiefere Bodenschichten geführt werden. Sie wird eingesetzt, wenn in bis zu einigen Metern Tiefe gering tragfähige Böden vorhanden sind. Dann ist eine Tiefgründung über Pfähle beispielsweise unwirtschaftlich, ein vollständiger Bodenaustausch jedoch ebenso.
Flachgründung oder Tiefgründung?
Der Brunnengründung kommt damit eine gewisse Zwitterstellung zu. Auf der einen Seite gründet sie tiefer als herkömmliche Flachgründungen, jedoch nicht so tief, wie übliche Tiefgründungen. Normativ kann die Brunnengründung relativ klar den Flachgründungen zugeordnet werden. Die Berechnung von Grundbruch und Setzung erfolgt nämlich analog zu Einzelfundamenten mit einem ausschließlichen Lastabtrag über die Grundfläche.
Wie wird die Brunnengründung erstellt?
Bei der Erstellung der Brunnengründung gibt es verschiedene Möglichkeiten:
Variante mit Stahlrohr
Zum einen kann ein Stahlrohr drückend und/oder drehend in den Baugrund eingebracht werden. Der Durchmesser des Stahlrohrs hängt von der statisch erforderlichen Grundfläche ab, wird jedoch selten weniger als einen Meter aufweisen. Anschließend wird mit einem sogenannten Brunnengreifer, einem Anbauteil für herkömmliche Bagger, der Boden innerhalb des Stahlrohrs ausgehoben.
Der entstandene Hohlraum wird dann mit Ortbeton ausgegossen und je nach Statik noch Bewehrung eingebaut. Anschließend wird das Stahlrohr gezogen und der nächste Brunnen erstellt.
Dieses Herstellungsverfahren ist im Grunde vergleichbar mit dem von verrohrten Bohrpfählen, wobei es sich in den erreichbaren Tiefen und den verwendeten Gerätschaften deutlich unterscheidet.
Variante mit Schachtringen
Anstelle von einem Stahlrohr können für die Brunnengründung auch Schachtringe aus Beton verwenden werden. Hier wird der Schachtring auf den Boden aufgestellt und der Boden innerhalb mit einem Brunnengreifer ausgehoben.
Anschließend wird der Schachtring in den Boden eingedrückt oder er sinkt aufgrund seines Eigengewichts ohne weiteres zutun ein. Ist der erste Schachtring im Boden, wird der nächste Ring aufgesetzt und der Ablauf wiederholt. Dies geschieht so oft, bis die Gründungstiefe mit der tragfähigen Bodenschicht erreicht ist.
Dann wird analog zur ersten Variante der Hohlraum mit Beton oder gelegentlich auch mit Kies ausgefüllt. Im Falle von Beton kann je nach statischer Erfordernis Bewehrung eingebaut werden. Im Gegensatz zur Variante der Brunnengründung mit Stahlrohr verbleiben die Schachtringe im Boden.
Der nachfolgenden Abbildung kann ein Prinzipschnitt des fertiggestellten Brunnens mit Schachtringen entnommen werden:
Mögliche Herausforderungen bei der Brunnengründung
Nicht jeder Baugrund eignet sich gleichermaßen für die Umsetzung einer Brunnengründung. Begrenzt wird die Ausführbarkeit durch die Tiefenlage der tragfähigen Schicht. Aber selbst wenn diese in erreichbarer Tiefe ist, können andere Probleme auftreten. Diese sind mit Mehrkosten verbunden, können aber technisch in den Griff bekommen werden.
Problem 1: Hoher Grundwasserstand
Ein hoher Grundwasserstand kann beim Aushub für die Brunnengründung zu massiven Problemen führen. Bindet der Brunnen tief in das Grundwasser ein, kann es passieren, dass während des Aushubs der Grundwasserstand innerhalb der Schachtringe deutlich tiefer als außerhalb davon liegt. Nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren möchte sich das Grundwasser wieder ausgleichen. Das hat zur Folge, dass das Wasser über die Unterkante des Brunnens von außen nach innen fließt.
Wenn die Böden um den Brunnen fließfähig sind und die Strömung ausreichend stark ist, kann es zu einem sogenannten hydraulischen Grundbruch kommen. Dann strömt neben Wasser auch Boden in die Schachtringe. Damit wird dem untersten Schachtring schlagartig das Widerlager entzogen und er kann sich schiefstellen. Um den Schachtring bilden sich zudem Hohlräume, die sich als Senkungen an der Tagesoberfläche auswirken können. Eine anschauliche Darstellung des Prinzips eins hydraulischen Grundbruchs finden Sie hier.
Zur Vermeidung dieses Schadens ist darauf zu achten, dass der Wasserstand innerhalb des Schachtrings stets gleich oder höher als außerhalb ist. Dann findet keine Fließbewegung oder einer unschädliche Fließbewegung von innen nach außen statt.
Problem 2: Hindernisse im Baugrund
Ein weiteres Problem bei der Herstellung einer Brunnengründung stellen Hindernisse im Boden dar. Lockere Böden können mit einem Brunnengreifer problemlos ausgehoben werden. Bei beispielsweise Fels, Findlingen, Beton (z.B. alten Fundamenten) oder verkitteten Schlacken gerät der Brunnengreifer jedoch an seine Grenzen.
Hier muss entweder das Anbauteil des Baggers gewechselt werden und statt einem Brunnengreifer ein Meißel montiert werden. Wurde das Hindernis zertrümmert kann dann abermals gewechselt und der Aushub fortgesetzt werden.
Weist der Brunnen einen ausreichenden Durchmesser auf, so dass ein Arbeiter gefahrlos einsteigen kann, dann kann das Hindernis gegebenenfalls auch in Handarbeit zum Beispiel mit Abbruchhämmern beseitigt werden.
Kosten einer Brunnengründung
Wirtschaftlich durchführbar sind Brunnengründungen je nach Baugrundverhältnissen bis zu Tiefen von um die vier Meter bis sechs Meter. Technisch möglich sind jedoch auf tiefere Brunnengründungen.
Bei den Kosten für Einfamilienhäuser sollte mit wenigstens um die 10.000 Euro gerechnet werden. Dies ist meist deutlich wirtschaftlicher als ein Bodenaustausch und auch als eine Pfahlgründung. Bei einer Pfahlgründung, die dem Spezialtiefbau zuzuordnen ist und entsprechende Geräte benötigt, kostet allein die Baustelleneinrichtung mit Antransport des Pfahlbohrgerätes mehrere tausend Euro. Für eine Brunnengründung mit Schachtringen sind ein üblicher Bagger mit Brunnengreifer ausreichend.
Je größer das Gebäude und je tiefer die Brunnen, desto teurer wird die Brunnengründung natürlich. Ebenfalls die oben genannten Hindernisse verteuern die Brunnengründung. Dann relativieren sich die Kosten für die Baustelleneinrichtung de Pfahlgründung gegebenenfalls und eine „richtige“ Tiefgründung kann wirtschaftlicher erscheinen.
Fotos mit freundlicher Genehmigung von Wall Bau
