Spezialtiefbau schafft stabile Bodenverhältnisse für den Hausbau

Weist das für den Hausbau vorgesehene Grundstück Bodenverhältnisse ohne ausreichende Tragfähigkeit auf, dann ist das kein Grund zur Sorge.

Tiefgründungen zur Stabilisierung

Spezialtiefbau schafft stabile Bodenverhältnisse für den HausbauMit einer Tiefgründung können Bauwerkslasten gleichmäßig verteilt in den Untergrund geleitet werden. Der Spezialtiefbau stellt dafür eine große Auswahl von Verfahren der Tiefgründung zur Verfügung. Häufig findet im Grundbau eine Pfahlgründung für nachhaltig sichere und stabile Bodenverhältnisse Verwendung. Damit der Traum vom Einfamilienhaus dauerhaft Realität wird und man Folgeprobleme in Form von Setzungen wegen einer unzureichenden Gründung vermeiden, sind diesbezüglich einige Punkte zu berücksichtigen. Erfahren Sie, worauf Sie bei der Planung und Umsetzung von Fundament und Bauprojekt achten sollten.

Gründungsverfahren

Das Ziel einer Gründung ist, die Bauwerkslasten gleichmäßig in den Untergrund zu leiten. Man realisiert in der Regel eine Flachgründung, wenn der Untergrund direkt unter dem Bauwerk ausreichend tragfähig ist. Eine Flachgründung ist meist das kostengünstigste Gründungsverfahren.

Weist der Baugrund jedoch in den oberflächennahen Schichten keine ausreichende Tragfähigkeit auf, dann ist erfahrungsgemäß eine Tiefgründung erforderlich, die im Allgemeinen als Pfahlgründung bezeichnet wird. Bei einer solchen Pfahlgründung werden zusätzliche Gründungselemente – die Pfähle – tiefer in den Untergrund getrieben. Sie bilden einen sicheren Brückenschlag zu festem Untergrund. Die Herstellung der Pfähle wird von einem entsprechend ausgestatteten und erfahrenen Unternehmen durchgeführt, welches das erforderliche Know-how im Bereich Spezialtiefbau aufweist.

Im Grundbau sind viele Verfahren der Pfahlgründung verfügbar. Die Wahl des wirtschaftlich und technisch besten Verfahrens trifft der Spezialtiefbau-Fachmann auf Grundlage einer Reihe von Einflussfaktoren, wie beispielsweise der geotechnischen Bedingungen, der Nähe zu anderen Bauwerken, des zulässigen Lärmpegels sowie der zulässigen Erschütterungen, der Platzverhältnisse, des verfügbaren Zeitrahmens etc.

Beispiele für eingesetzte Verfahren der Pfahlgründung sind Teilverdrängungsbohrpfähle oder Vollverdrängungsbohrpfähle. Beide Verfahren sorgen für eine zusätzliche Verdichtung des Bodens. Zusätzlicher Vorteil eines Vollverdrängungsbohrpfahles ist, dass kein Aushub anfällt und daher auch nichts entsorgt werden muss. Zudem ist das Verfahren umweltfreundlich und sicher, da der Grundwasserhaushalt nicht beeinflusst wird. Im Vergleich zu Rammpfählen verursachen Verdrängungsbohrpfähle bei der Herstellung wesentlich weniger Lärm und Erschütterungen. Daher werden bei Bauprojekten im dicht besiedelten Gebiet in der Regel Verdrängungsbohrpfähle eingesetzt.

Bei der Herstellung der Pfähle im Spezialtiefbau unterscheidet man verschiedene Techniken:

  • Pfahlgründung mit Ortbetonpfählen: Die Bezeichnung rührt daher, dass die Pfähle direkt vor Ort betoniert werden. Es werden keine vorgefertigten Teilstücke benötigt bzw. montiert. Daher sind Ortbetonpfähle im Vergleich zu Fertigpfählen oder Verbundpfählen in der Herstellung am flexibelsten. Bei der Pfahlgründung ist es möglich, verschiedene Tiefen zu realisieren.
  • Stehende bzw. schwebende Pfahlgründung: Bei der stehenden Pfahlgründung erfolgt die Ableitung der Last in einer tieferliegenden Erdschicht. Bei der schwebenden Pfahlgründung leitet die Mantelfläche des Pfahls die Last durch Reibung ab.

Die Pfahlgründung ist zwar ein Kostenfaktor, aber erst durch diese spezielle Technik der Tiefgründung ist die Errichtung eines Einfamilienhauses auf einem Untergrund möglich, der keine ausreichende Tragfähigkeit hat.

Baugrundstück besichtigen – worauf man achten sollte

Einige für den Hausbau relevante Informationen sind öffentlich zugänglich und sollten auf jeden Fall genutzt werden. Beispielsweise geben der Altlastenatlas und der Verdachtsflächenkataster Aufschluss darüber, ob das Baugrundstück belastet ist. Ebenso ist es empfehlenswert, mit den potenziellen zukünftigen Nachbarn ins Gespräch zu kommen, um zu erfahren, ob der Baugrund eine Belastung aufweist, weil sich an dieser Stelle beispielsweise früher eine Deponie befunden hat. Ergibt die Recherche in einem der Kataster einen Treffer, dann sollte man sich den Kauf sehr gut überlegen bzw. sich vor einem Kauf fachlich beraten lassen.

Folgende Informationen zum Baugrund sind für Deutschland zudem öffentlich verfügbar:

  • Hochwasserdaten
  • Wasserstand
  • Erdbebengebiete
  • Bodenbohrungen

Mit einer Anfrage und einer geringen Gebühr hat man die Möglichkeit, Auskunft zu Bohrpunkten einzuholen, also Informationen zu erhalten, wie der Boden aussieht.

Baugrundgutachten

Sind die Bodenverhältnisse unsicher, wie dies beispielsweise auf einem trockengelegten Moorgebiet oder einem Grundstück mit Hohlräumen im Baugrund der Fall sein kann, dann ist ein guter Kenntnisstand über die im Boden vorherrschenden Verhältnisse von großer Relevanz für die Umsetzung des Projektes und die zeitgerechte Durchführung der Arbeiten. Überraschungen, zusätzliche Kosten oder Bauwerksschäden bedingt durch Setzungen infolge einer unzureichenden Gründung können damit vermieden werden.

Für ein Baugrundgutachten liefern neben Bohrprofilen auch boden- und felsmechanische Untersuchungen die erforderlichen Informationen zu den geologischen, bodenmechanischen und hydrologischen Eigenschaften des Baugrundes. Für die Bewertung der Grundwasserverhältnisse werden chemische Eigenschaften von Wasser und Baugrund, Schichtverlauf und allenfalls Findlinge erhoben. Auf Basis der erhobenen Informationen ergibt sich, ob Maßnahmen im Grundbau wie beispielsweise eine Pfahlgründung oder eine Bodenverbesserung notwendig sind.

Kostenfaktoren beim Baugrund

Der Baugrund im eigentlichen Sinn ist der Boden direkt unter dem Fundament. Je nach Beschaffenheit des Bodens und abhängig davon, ob man einen Keller baut, können dies 3-4 m Boden ohne Keller und 3-7 m mit Keller oder mehr sein.

Die Setzungsempfindlichkeit des Bodens ist die relevante und ‚tragende‘ Eigenschaft des Bodens. Nur wenn diese Eigenschaft des Baugrundes vor dem Bau bekannt ist, kann der Architekt bzw. Bauingenieur gegensteuern und eine Tiefgründung beispielsweise in Form einer Pfahlgründung einplanen. Zudem müssen die Größe des geplanten Hauses, die vorgesehene Aushubtiefe, die Hanglage, die Nähe zu anderen Bauwerken sowie die Zufahrbarkeit berücksichtigt werden. Weitere Faktoren, die gegebenenfalls die Baukosten beeinflussen, sind inhomogener oder weicher Boden, das Bauwerksgewicht, ein hoher Grundwasserspiegel, die Kellertiefe sowie Punktlasten, also Stützen, die viel Last zu tragen haben.

Maßnahmen gegen mögliche Schäden einer unzureichenden Gründung

Überwiegend treten bedingt durch ungleichmäßige Setzungen des Untergrundes Risse in der Außenwand auf. In geneigtem Gelände sind Hangleitungen ein potenzielles Problem. Nasse Keller bzw. Schimmelbildung können ihre Ursache in unzureichender Drainage bzw. einem hohen Grundwasserspiegel haben. Da sämtliche Sanierungsmaßnahmen im Nachhinein hohe Kosten verursachen, sollte unbedingt vor Durchführung des Bauprojektes ein Baugrundgutachten erstellt werden.

Basierend auf den Erkenntnissen des Baugrundgutachtens stellt der Spezialtiefbau für nahezu jede Bodenbeschaffenheit geeignete Verfahren zur Verfügung, um im Grundbau mittels einer Tiefgründung nachhaltig stabile Bodenverhältnisse für den Hausbau zu erzielen.

Fester Stand bei Windkraftanlagen

Wenn der angetroffene Baugrund wenig tragfest ist, der Boden eine hohe Setzungsempfindlichkeit besitzt oder ein heterogener Aufbau des Untergrundes räumliche Setzungsunterschiede erwarten lässt, ist eine Flachgründung bzw. Flächengründung, z.B. durch Streifen- oder Plattenfundamente, unzureichend und eine wahre Sicherheitsgefährdung.

Bei solch schwierigen Bodenverhältnissen greift man auf Tiefgründungen zurück, die die Bauwerkslast durch Pfahlgründung oder Brunnengründung auf eine tieferliegende, tragfähige Bodenschicht übertragen. Diese so genannte Tiefgründung, auch als Punktgründung oder punktförmige Gründung bezeichnet, wird z.B. bei der Errichtung von Windenergieanlagen in den Windparks angewendet.

Fester Stand bei Windkraftanlagen mittels TiefgründungWindkraftanlagen (kurz WKA) werden in der Regel in besonders windexponierten geografischen Lagen errichtet. Anders als bei anderen Bauwerken ist es daher seltener möglich, bei der Wahl des Anlagenstandortes die Gegebenheiten des Untergrundes zu berücksichtigen. Dennoch wird gerade auf Grund der starken Belastung, allein durch das hohe Eigengewicht, Windturbulenzen oder die starken Umwelteinflüsse, hier ein festes Fundament benötigt.

Pfahlgründung zur besseren Standfestigkeit

Das Fundament einer Windkraftanlage ist keineswegs ein unwichtiger Bestandteil, da es eine große Masse verteilt auf eine relativ geringe Fläche zu tragen hat. Deshalb muss das Fundamente von Windkraftanlagen große Druckkräfte aufnehmen können und entsprechend ausgelegt werden. Es bildet die Verankerung der Windenergieanlage im Erdreich. Das Fundament ist abhängig von den meteorologischen und betrieblichen Belastungen, die auf die Windkraftanlage einwirken, deren Größe sowie der örtlichen Beschaffenheit des Untergrundes. Um die Standfestigkeit der Windenergie-Anlage zu gewährleisten, wird je nach Festigkeit des Untergrundes eine Flach- oder Pfahlgründung vorgenommen. Letzteres wird vor allem bei besonders weichem und wenig tragfähigem Untergrund erforderlich. Hierbei werden die Fundamentplatten (Tellerfundamente) mit Pfählen im Erdboden verankert.

Mit der Pfahl- bzw. Tiefgründung kann die Last in tiefere, tragfähige Bodenschichten abgetragen werden. Nicht oder schlecht tragfähige Bodenschichten werden mit Pfählen überbrückt. Bei der Pfahlgründung werden Pfähle in den Baugrund gebohrt oder gerammt, bis eine ausreichend tragfähige Boden- oder Gesteinsschicht erreicht ist. Die Last wird dann zum einen durch die Reibung des Pfahls mit dem Baugrund und zum anderen über den Spitzendruck der Pfähle abgetragen. Hierbei setzt man zudem auf das Vollverdrängerprinzip. Das heißt, der Boden wird am Pfahlmantel verdichtet, es wird kein Aushub befördert und somit muss auch kein Erdreich entsorgt werden. Ein weiterer Vorteil: Die Bodenverdichtung sorgt gegenüber klassischen Bohrverfahren für eine deutlich höhere Tragfähigkeit.

Wirtschaftliches Bauen

Im Verhältnis zu kleinen Baumaßnahmen ist die Wirtschaftlichkeit von Pfahlgründungen bei großen Baustellen, wie Windkraftanlagen, eher gegeben. Der Materialverbrauch von Beton und Stahl kann bei einer Tiefgründung deutlich kleiner sein als bei einer Gründung mit flachen Fundamenten. So können mit Hilfe der Tiefgründung nicht nur Risiken sondern auch Kosten gespart werden.