Gründungen

Abdichtungen eines Gebäudes sollten stets einen hohen Stellenwert in der Planung einnehmen. Beim Umbau von Bestandsgebäuden ist zu untersuchen, ob nachträgliche Maßnahmen zur Abdichtung notwendig werden. So ist z.B. in der Berliner Innenstadt in den letzten 20 Jahren ein Anstieg des Grundwasserspiegels zu verzeichnen, der erheblichen Nachrüstungsbedarf im Bereich von Abdichtungen nach sich zieht.

Für die Festlegung der richtigen Abdichtung des Gebäudes sind die langfristig zu erwartenden Wasserstände von großer Bedeutung. GuD erkundet, recherchiert, berät, plant, überwacht und prüft in allen Leistungsphasen. In besonderen Fällen können auch dauerhafte Grundwasserabsenkungen inner- und außerhalb des Gebäudes zum Schutz des Gebäudes beitragen.

Ist der Untergrund nicht ausreichend tragfähig, so kann ein geeignetes Verfahren zur Baugrundverbesserung angewendet werden. Bei vielen unserer Projekte in Berlin und im Umland hat es sich dabei die Rüttelstopfverdichtung (RSV) als sehr effektiv und wirtschaftlich erwiesen. Da das Verfahren Erschütterungen verursacht, ist es in unmittelbarer Nachbarschaft von Gebäuden oft nicht anwendbar. In solchen Fällen bietet die Kombination mit einer erschütterungsarmen tiefen Bodenvermörtelung (TBV) eine gute Alternative. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Möglichkeiten, einen gering tragfähigen Boden zu ertüchtigen. Es muss also nicht immer eine teure Tiefgründung sein. Die GuD-Ingenieure begleiten den gesamten Prozess der Baugrundverbesserungsmaßnahmen für die wirtschaftliche Bebauung problematischer Grundstücke in enger Abstimmung mit dem Bauherrn und Tragwerksplaner.

Im Spezialtiefbau werden Vereisungen des Baugrundes als abdichtende und aussteifende Maßnahme herangezogen. Mittels dieses Verfahrens können Geometrien gedichtet und nachträglich festgestellte Undichtigkeiten bzw. Fehlstellen durch stärkeres oder längeres Aufgefrieren ertüchtigt werden.

Für Pfahlgründungen trägt der Nachweis einer ausreichenden Tragfähigkeit maßgeblich zur Qualitätssicherung des Bauwerks bei. GuD führt entsprechende zerstörungsfreie Prüfverfahren nach dem Stand der Technik mit eigenen Messgeräten durch.

Während die Integritätsprüfung neben der Längenbestimmung zum Erkennen von Geometrie- und Eigenschaftsänderungen des Pfahlbetons verwendet wird, erfahren die Testpfähle bei der dynamischen Pfahlprobebelastung durch die Einleitung eines starken Stoßimpulses bleibende Setzungen, um außen am Pfahl wirkende Bodenwiderstände zu aktivieren.

Sensoren am Pfahlkopf erfassen die zeitabhängigen Messgrößen Beschleunigung und Dehnung. Die Auswertung erfolgt bei der Integritätsprüfung als visuelle Begutachtung der Messsignale unter Berücksichtigung der Herstellungsprotokolle und des anstehenden Bodens. Bei der dynamischen Pfahlprobebelastung wird ein Pfahl-Boden-Modell (CAPWAP) durch inverse Systemidentifikation anhand der Messsignale entwickelt, aus welchem dann die statischen Pfahlwiderstände (Mantelreibung und Spitzendruck) abgeleitet werden.

Beim Entwurf der Gründung sind neben den vorhandenen Baugrund- und Grundwasserverhältnissen und dem geplanten Gebäude auch die umliegenden Bebauungen, ggf. vorhandene Altlasten und die Genehmigungsfähigkeit zu beachten. Nach Verbesserung des Baugrundes sind z.B. Flachgründungen möglich und aufwendigere Tiefgründungen werden vermieden. Diese wiederum können in anderen Fällen die geeignete Methode sein, um aufwendige Unterfangungen von Nachbargebäuden zu vermeiden und Aushubmengen zu reduzieren. GuD findet unter den geeigneten Gründungsvarianten die wirtschaftlichste, erstellt dafür die Planung sowie die Ausschreibung und überwacht bei Bedarf auch die bauliche Ausführung.

Hebungsinjektionen dienen dem Ausgleich von Setzungen an Gebäuden und anderen Bauwerken, indem ein auf den Baugrund abgestimmtes Verpressgut gezielt unterhalb der anzuhebenden Bauwerke in den Boden injiziert wird. Durch wiederholte Einpressvorgänge können Spannungszustände beeinflusst und Verformungen zurückgestellt werden. Anwendung findet das Verfahren z.B. an sensiblen Gebäuden bei nahegelegenem Tunnelvortrieb oder auch zur Ertüchtigung von geschwächten Bestandsfundamenten von Brücken oder Gebäuden. An ausgewählten Punkten der anzuhebenden Bauwerke werden Messsensoren installiert, welche die Verschiebungen des Bauwerkes mit hoher Präzision aufnehmen und zur Auswertung weiterleiten. GuD plant und überwacht solche Maßnahmen in allen Leistungsphasen.

GuD-Ingenieure können auf langjährige Erfahrung bei der Erkundung und Sanierung bzw. Instandsetzung von Bestandsgründungen zurückgreifen und diese bei neuen Aufgaben entsprechend umsetzen. Sind keine verlässlichen Unterlagen zu den historischen Fundamentkörpern vorhanden, so sollte auf der Grundlage detaillierter Archivrecherchen und punktueller Erkundungen vor Ort (Schurfgruben, Kernbohrungen) ein Bestandsfundamentplan konstruiert werden. Auf dieser Grundlage können Entscheidungen zur Nachgründung, Gründungsertüchtigung oder über Ersatzgründungen getroffen werden. Dabei werden das vorhandene und zukünftige Lastniveau, der Zustand der Gründungskörper und deren geometrische Abmessungen sowie das Lastaufnahmevermögen im anstehenden Boden berücksichtigt.

Bei Hochhausbauten und Brückenfundamenten mit konzentriertem Lasteintrag auf kleinen Baugrundflächen ist die Begrenzung der Setzungen besonders problematisch. Eine wirtschaftliche Lösung kann die kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP) sein. Ein Teil der Hochbaulasten wird über Pfähle in den Baugrund eingeleitet. Den anderen Teil übernimmt die Fundamentplatte. Das Tragsystem wird über ein Zusammenwirken der Pfähle und der Fundamentplatte mit dem Baugrund definiert. Um das System zu optimieren, arbeiten die Ingenieure in allen Planungsphasen eng mit dem Tragwerksplaner des Hochbaus zusammen. GuD führt die 3D-FEM-Berechnungen durch und übernimmt die Antragstellung bzw. Mitwirkung zur Erlangung der Zustimmung im Einzelfall (ZiE) bei der oberen Bauaufsichtsbehörde.

GuD plant alle erforderlichen Maßnahmen zur Fassung und Ableitung des Grundwassers in Baugruben. Diese erfolgen mittels Brunnen, Kleinfiltern oder auch Horizontaldrainagen als offene oder geschlossene Grundwasserabsenkungen sowie als Restwasserhaltungen in Trogbaugruben. Bei der Berechnung von Grundwasserhaltungen kommen in Abhängigkeit von der Komplexität der zu berücksichtigenden Randbedingungen und Fragestellungen bewährte analytische Lösungen oder auch numerische Verfahren der Finite-Elemente- oder Finite-Differenzen-Methode zum Einsatz. Die Ingenieure und Geologen der GuD übernehmen bei vielen größeren Baumaßnahmen auch die Funktion des in der wasserbehördlichen Erlaubnis häufig geforderten Betriebsbeauftragten für Grundwasser.