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Der Einfluss von Frost kann massive Schäden an Bauwerken verursachen, weshalb unbedingt auf eine frostsichere Gründung zu achten ist.
Ursache für Frostschäden
Bei anhaltenden Temperaturen unter Null Grad kann auch das Wasser im Boden gefrieren. Beim Übergang von Wasser zu Eis nimmt das Volumen um etwa 9 % zu, wodurch es zu einer Hebung des Bodens kommen kann. Maßgebend für die Bodenhebung ist allerdings ein anderer Prozess. Durch thermodynamische Prozesse in Verbindung mit Kapillareffekten wandert das Porenwasser im Boden in Richtung der Gefrierfront, also nach oben. Dort sammelt es sich an und es bilden sich Eislinsen.
Bauwerke, die über dem Eis liegen, werden problemlos angehoben. Diese Hebung erfolgt in der Regel nicht gleichmäßig, was zu massiven Gebäudeschäden führen kann. Bauwerke müssen entsprechend so gegründet werden, dass eine Frosthebung sicher ausgeschlossen werden kann.
Die Rolle des Baugrunds
Eine gute Nachricht vorweg: Manche Böden sind an sich schon frostsicher, so dass hier kein weiterer Aufwand betrieben werden muss. Ob das der Fall ist, hängt maßgeblich von der Durchlässigkeit ab.
Bei Böden mit hoher Durchlässigkeit kann das Wasser schnell abfließen und es kommt auch zu keinem nennenswerten kapillaren Aufstieg. Wenn der Grundwasserspiegel entsprechend niedrig ist, kann zwar das Haftwasser im Boden gefrieren, zu Frosthub kommt es allerdings nicht. Bei groben Sanden und Kiesen handelt es sich beispielsweise um solche Böden.
Bei Böden mit geringer Durchlässigkeit, wie Schluffen und Tonen, sieht das anders aus. Hierbei handelt es sich um sogenannte frostempfindliche Böden. Durch den feinen Porenraum kommt es zu erheblichem kapillaren Aufstieg von Wasser (bis zu mehrere Meter!) und Sickerwasser kann sich aufstauen. Dann sind die nachfolgenden Abschnitte des Artikels besonders relevant.
Welcher Boden vorliegt, lässt sich aus dem Bodengutachten entnehmen. Hier sind in der Regel auch Hinweise gegeben, welche Maßnahmen zur Gewährleistung einer frostsicheren Gründung erforderlich sind.
Umsetzung der frostsicheren Gründung
Das Prinzip der frostsicheren Gründung ist einfach. Es muss lediglich dafür Sorge getragen werden, dass die Unterkante des Fundamentes in einem Bereich liegt, der auch im Winter noch über 0°C liegt. So kann sich unterhalb des Fundamentes kein Eis bilden und das Gebäude wird nicht angehoben.
In welcher Tiefe liegt die nun die Frostgrenze? Eine häufiges Maß, dass einem hier bei Recherchen begegnet, sind 80 cm unter Gelände. Diese Angabe stammt aus der Norm DIN 1054, die Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau behandelt. Dort ist festgehalten, dass die Tiefe der Fundamentunterkante bei mindestens 0,80 m liegen muss.
Die Betonung soll hier auf mindestens liegen. Denn die maximale vom Frost erreichbare Tiefe hängt nämlich von der geographischen Lage des Bauplatzes ab. In höheren Lagen, wie den deutschen Mittelgebirgsregionen (z.B. Schwarzwald, Erzgebirge, Harz) oder am Alpenrand kann die Frostgrenze auch deutlich tiefer liegen. Damit verbunden ist auch das Erfordernis einer tieferen Gründung. Auskunft über die tatsächlich notwendige Gründungstiefe zur Gewährleistung der Frostfreiheit gehen aus dem Bodengutachten hervor. Auch die örtlichen Bauämtern können hier Auskunft geben.
Umsetzung beim Streifenfundament
Ein Haus kann auf Streifenfundamenten gegründet werden. Die Bodenplatte, die auf den Fundamenten liegt, hat hierbei keine tragende Funktion. Das Fundament muss so tief gegründet werden, dass die Unterkante in einem Bereich liegt, der nicht von Frosthebung betroffen ist. Im Regelfall also 80 cm, regional auch mehr.
Frostsicherheit bei tragenden Bodenplatten
Doch wie verhält es sich bei einer tragenden Bodenplatte, bei der keine Streifenfundamente vorgesehen sind? Hier wird meist eine sogenannte Frostschürze angeordnet. Diese ähnelt einem Streifenfundament und hat entsprechend ähnliche Abmessungen. Auch die Frostschürze muss wenigstens bis an die Frostgrenze reichen.
Allerdings wird sie in der Regel ohne Bewehrung erstellt und hat keine (planmäßige) lastabtragende Funktion. Sie nimmt aber dennoch Einfluss auf das Tragverhalten der Bodenplatte und ist entsprechend in der Statik vom Tragwerksplaner zu berücksichtigen.
Bei einem unterkellerten Haus ist eine Frostschürze im übrigen nicht notwendig, da das gesamte Bauwerk durch den Keller ja bereits deutlich tiefer als die Frostgrenze in den Boden einbindet.
Alternativ kann ein Polster aus Frostschutzmaterial unter der Bodenplatte eingebracht werden, das wenigstens bis zur frostsicheren Tiefe reicht. Auch so kann gewährleistet werden, dass der Boden nicht auffriert und es zu Schäden am Haus kommt. Wichtig ist hierbei allerdings, dass sich kein Wasser in dem Schotterpaket aufstauen kann, das oberhalb der Frostgrenze liegt. Auf eine ausreichende Drainage ist entsprechend zu achten.
