M7 Bautechnik at Hochschule Kaiserslautern

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Kriterien für die Größe von Baugruben

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Technische Kriterien Baugrubenaushub

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Technische Kriterien Baugrubensicherung

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Maßnahmen der Baugrubensicherung

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Abböschen der Baugrubenwände

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Baugrubenverbau - Arten

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Gründungspfähle

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Baugrundverbesserungen

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Sohlabdichtung

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Äußere Kräfte

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Einteilung der Steine nach Entstehung

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Einteilung der Böden

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M7 Bautechnik

Kriterien für die Größe von Baugruben

  • Einbindetiefe des Gebäudes / Bauwerkes im Erdreich
  • Grundfläche des Gebäudes / Bauwerkes
  • Notwendige Arbeitsräume
  • Tragfähigkeit der Gründungsebene
  • Begrenzung durch Grundstücksgrenzen, Gebäuden, Bewuchs, Gewässer, etc.
  • Art der Fundamentierung (Pfahlgründung vs. Flachgründung)
  • Standfestigkeit des anstehenden Bodens 

M7 Bautechnik

Technische Kriterien Baugrubenaushub

• Baugruben müssen bei Tiefen >1,25m Tiefe zum Schutz der darin arbeitenden Menschen vor Verschütten gesichert werden


Böschung bei leichtem Erdstoff max. 45°

Böschung bei mittlerem Erdstoff max. 60°

Böschung bei festem Erdstoff max. 80°

M7 Bautechnik

Technische Kriterien Baugrubensicherung

• Bei  Störungen  des  Bodengefüges,  Grundwasser,  Aufschüttungen  und Verfüllungen  oder  Gelände mit starken Erschütterungen können die nachfolgenden Angaben nicht mehr angesetzt werden.


• Böschungen mit mehr als 5,0 m Höhe sind statisch nachzuweisen. 


• Baugruben angrenzend an Gebäude, Leitungen, usw. sind statisch nachzuweisen.


• Bei standfesten Böden sind senkrechte Abböschungen bis 1,25 m zulässig.


• Abböschungen für Baugrubentiefen zwischen 1,25 m und 1,75 m können bis 1,25 m senkrecht, im oberen Teil abgeböscht (Neigungswinkel je nach Bodenart) hergestellt werden.


• An allen Böschungskronen muss ein mind. 60 cm breiter lastfreier Streifen eingehalten werden. Sollen Lasten an der Böschungskrone abgestellt werden, sind entsprechende Abstände einzuhalten (bis 12 t Gesamtgewicht mind. 1,00 m, > 12 t Gesamtgewicht mind. 2,00 m Abstand).


• Geböschte Baugruben > 1,75 m Tiefe müssen geneigt ausgeführt werden (Neigung 45° bei bindigen oder weichen Böden, 60° bei steifen bindigen Böden, 80° bei Fels).


• Böschungen müssen rechnerisch nachgewiesen werden.


• Böschungen sollten zusätzlich durch konstruktive Maßnahmen geschützt werden (Geotextil, Folie, Spritzbeton, Vernagelung, Bewuchs, usw.).


• Die freie Arbeitsraumbreite am Böschungsfuß muss mindestens 50 cm betragen.


• Die Art der Baugrubensicherung hängt von den Bodenverhältnissen, den Dimensionen der Baugruben, den
Randbedingungen des Bauumfeldes, den Baukosten und der Bauzeit ab. Pauschale Ansätze / Empfehlungen sind nicht möglich.

M7 Bautechnik

Maßnahmen der Baugrubensicherung

  • Abböschen der Baugrubenwände
  • Grabenverbaugeräte
  • Baugrubenverbau

M7 Bautechnik

Abböschen der Baugrubenwände

• Alle Seiten der Baugruben werden nach den zu vor genannten Kriterien abgeböscht hergestellt.


• Die Herstellung der Böschung erfolgt durch Bagger.

M7 Bautechnik

Baugrubenverbau - Arten

• Trägerverbau / Berliner Verbau
• Spundwände
• Bohrpfahlwände
• Schlitzwände
• Spezialverfahren

M7 Bautechnik

Gründungspfähle

• Einsatz bei nicht ausreichend tragfähigem Boden

• Lastableitung erfolgt durch Mantelreibung am Schaft des Pfahls und durch Spitzendruck am Pfahlfuß


Pfahlarten:

• Fertigpfähle (Pfähle aus Stahl oder Stahlbeton, die im Rammverfahren in den Boden eingerammt werden - daher auch Rammpfahl genannt)
• Schraubpfähle
• Ortbetonpfahl (an Ort und Stelle gebohrt und betoniert - daher auch Bohrpfahl genannt)

 


Gängige Bohrverfahren sind:
• Verrohrtes Greiferbohren (in einem Hüllrohr wird mittels eines seilgeführten Greifers der Erdaushub hergestellt. Nach dem Betonieren wird das Hüllrohr gezogen).
• Spülbohren (das Hüllrohr wird eingedreht und mit Hilfe von
Wasserspülung das gelöste Bohrgut nach oben geschwemmt).
• Drehbohren (teil- oder vollverrohrtes Bohren; das Hüllrohr wird hydraulisch eingedreht)

M7 Bautechnik

Baugrundverbesserungen

• Bodenaustausch (schlechtes Bodenmaterial wird gegen tragfähiges Bodenmaterial ausgetauscht)


• Magerbetonauffüllung (partiell schlechtes Bodenmaterial wird ausgehoben und durch Magerbeton ersetzt => kostenintensiv)


• Bodenverbesserung (Einmischen von Kalken / Zementen in vorhandene Böden zur Verbesserung der Tragfähigkeit der Böden => wird oft im Verkehrswegebau eingesetzt)


• Sonderverfahren:
   o Rütteldruckverdichtung (kann bei nicht bindigen bis schwach bindigen Böden angewendet werden; mit Hilfe von Tiefenrüttlern und  Wasserspülung  werden  die Bodenschichten  von  der  Tiefe nach oben gehend verdichtet; die relative Lagerungsdichte des Bodens kann bis auf ca. 80 % erhöht werden)


   o Rüttelstopfverdichtung oder Schottersäulen (wird bei bindigen Böden eingesetzt; der durch den Tiefenrüttler erzeugte Hohlraum wird von oben mit Schotter gefüllt, so dass eine Schottersäule entsteht)


   o Rüttelortbetonsäulen (während des Hochziehens des Tiefenrüttlers wird der Hohlraum mit Beton (unbewehrt) gefüllt)


   o Dynamische lntensivverdichtung (ein am Baggerausleger hängendes Fallgewicht (ca. 10 bis 30 Tonnen) wird aus einer Fallhöhe von 10-30 m mehrmals fallen gelassen, so dass im Boden ein Trichter entsteht)

M7 Bautechnik

Sohlabdichtung

Sohlabdichtungen kommen bei der Herstellung von Baugruben im Grundwasser zur Ausführung, wenn keine / keine ausreichende dichte Bodenschicht vorhanden ist, in
die die dichtenden Umfassungswände der Baugrube eingebunden werden können. 


Zur Ausführung können kommen:

•    Tiefliegende Weichgelsohle (in sandigen Böden; über der Weichgelsohle muss als Auftriebssicherung vorhandener Boden stehen bleiben, um das Aufschwimmen der Gelsohle zu verhindern).


• Zementinjektionssohlen in Kiesböden


• Feinstzementinjektionssohlen in Kiessanden


• Hochdruckinjektionssohlen in allen Bodenarten

M7 Bautechnik

Äußere Kräfte

• Physikalische Verwitterung (Frost, Temperaturschwankungen, Wasser, Wind)

• Chemische Verwitterung (Lösungsvorgänge, Saurer Regen)

• Biologische Verwitterung (pflanzliche und tierische Organismen, bspw. Sprengwirkung von Wurzeln)

M7 Bautechnik

Einteilung der Steine nach Entstehung

Magmatische Gesteine (Magmatite)

- Tiefengestein, z.B. Granit

- Ganggestein

- Ergussgestein, z.B. Basalt


Sedimentgesteine

- Festgestein, z.B. Sandstein

- Lockergestein, z.B. Sand, Ton


Metamorphe Gesteine  z.B. Gneis




M7 Bautechnik

Einteilung der Böden

Nichtbindige Böden

• Korndurchmesser > 0,063mm

• Böden mit bis zu 15% Masseanteile an Korngrößen unter 0,06mm

• Steine, Sande, Kiese

• keine Anziehungskraft


Bindige Böden

• Tone und Schluffe

• Korndurchmesser unter 0,06mm und größer 15%

• Einzelkorn weniger rund, eher blättchenartig

• aufgrund unterschiedlicher Ladung (Rand positiv, Seiten negativ) haften Teilchen aneinander und bilden wabenartige/ flockenartige Gefüge

• auch im trockenen Zustand eine feste Masse, zerfallen nicht


Organische Böden

• aus tierischen oder pflanzlichen Produkten entstanden (Torf, Faulschlamm)

• miserabler Baugrund

• häufig nicht direkt belastbar


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