Ziel dieser Arbeit ist es, die verschiedenen Arten von Gründungssanierung zu vergleichen, die allgemeinen Vor- und Nachteile darzustellen, einen kalkulatorischen Vergleich für das Beispiel durchzuführen sowie den CO²- Ausstoß für jedes Verfahren zu bemessen.
Wenn Gründungen ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen, sind Setzungen unvermeidlich und Schäden an der aufgehenden Konstruktion die Folge. Diese äußern sich durch Rissbildungen an Wänden und Schiefstellungen von Gebäuden, die zum Verlust der Nutzbarkeit (Gebrauchstauglichkeit) und im schlimmsten Fall zum Verlust der Tragfähigkeit führen können. Um derartige Schäden zu verhindern, ist es zwingend erforderlich, eine Sanierung der potentiell versagenden Fundamente mit geeigneten Verfahren durchzuführen.
Im Rahmen dieser Arbeit wird zunächst ein Blick auf die Gründungsarten geworfen. Anschließend werden die Gründungsschäden und Schadensursachen zusammengefasst und abschließend für ein selbst gewähltes Anwendungsbeispiel ein methodischer Vergleich einiger Sanierungsverfahren durchgeführt. Zudem sind noch ein kalkulatorischer und ökologischer Verfahrensvergleich für dieses Beispiel durchzuführen.
Bei jedem Bauwerk muss stets die Lastabtragung zwischen Gründungsstruktur und Baugrund erfolgen. Durch eine Schädigung der Gründungsstruktur, eine Verschlechterung der Baugrundeigenschaften oder eine Erhöhung der Lasten aus dem Bauwerk entsteht eine Veränderung in der Bauwerk-Baugrund-Interaktion. Demnach ist eine Sanierung der Gründungsstruktur notwendig. Statt das Bauwerk abzureißen, ist es möglich, die nicht mehr tragenden Fundamente mit dem heutigen Stand der Technik zu sanieren. Neben der Baugrundverbesserung ist die Gründungsverstärkung eine gängige Maßnahme, um die Tragfähigkeit zu erhöhen. Neben einer detaillierten Analyse und Klassifizierung der Ursache besteht die Herausforderung auch darin, ein wirtschaftliches und nachhaltiges Verfahren zu finden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Überblick verschiedener Gründungsverfahren
2.1 Allgemein
2.2 Flachgründungen
2.3 Tiefgründungen
2.4 Pfahl-Platten-Gründung
3 Gründungsschäden
3.1 Setzungsschäden
3.1.1 Setzrisse
3.2 Grundbruchschäden
3.3 Schadensursachen
4 Sanierungsverfahren
4.1 Allgemein
4.2 Nachgründung durch Fundamentverbreiterung
4.3 Tieferlegung der Gründungssohle nach DIN 4123
4.4 Unterfangung durch Mikropfähle
4.5 Injektionsverfahren
4.5.1 Poreninjektion
4.5.2 Hohlraumverfüllung
4.5.3 Verdichtungsinjektion
4.5.4 Hebungsinjektion
4.5.5 Düsenstrahlverfahren
4.6 Verstärkungsmaßnahmen bei historischen Gebäuden
5 Nachhaltiges Bauen
5.1 Nachhaltigkeitsaspekte in Bezug auf Gründungssanierungen
6 Ausgewähltes Anwendungsbeispiel
6.1 Vorbemerkungen
6.2 Baugrund und Gründung
6.3 Nachwies der Grundbruchsicherheit
7 Mögliche Sanierungsverfahren
7.1 Fundament-Verbreiterung
7.1.1 Vorgehensweise
7.1.2 Nachweis für den Grenzzustand der Tragfähigkeit-Grundbruch
7.1.3 Setzungsberechnung mit geschlossenen Formeln (GZG)
7.2 Fundament-Unterfangung
7.2.1 Vorgehensweise
7.2.2 Nachweis für den Grenzzustand der Tragfähigkeit-Grundbruch
7.2.3 Setzungsberechnung mit geschlossenen Formeln (GZG)
7.3 Baugrundverfestigung durch Injektion (Expansionsharz)
7.3.1 Vorgehensweise
7.4 Co2-Bilanz
7.5 Beschreibung der Co2-Anteile
8 Auswertung und Diskussion der Ergebnisse
9 Fazit
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, verschiedene Verfahren zur Gründungssanierung zu vergleichen, ihre Vor- und Nachteile sowie ihre ökologischen Auswirkungen in Form einer CO2-Bilanz zu bewerten, um für ein konkretes bauliches Anwendungsbeispiel eine fundierte Sanierungsempfehlung abzuleiten.
- Analyse von Gründungsschäden und deren Ursachen
- Methodischer Vergleich gängiger Sanierungsverfahren (Verbreiterung, Unterfangung, Injektion)
- Kalkulatorischer Verfahrensvergleich zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
- Ökologische Bewertung mittels CO2-Footprint
- Ableitung von Handlungsempfehlungen für die praktische Anwendung im Bauwesen
Auszug aus dem Buch
4.5 Injektionsverfahren
Anders als bei der konventionellen Unterfangung wird bei den Injektionsverfahren der Baugrund unter einem Fundament verfestigt, stabilisiert oder sogar angehoben. Dieses Verfahren wird seit vielen Jahren von Spezialfirmen durchgeführt und ist meist patentrechtlich geschützt. Injektionen sind Verpressungen von Lösungen, Pasten, Emulsionen und Suspensionen
- in den Untergrund,
- in den Übergang von Bauwerken zum Baugrund (Sohlfugen) oder auch
- in schadhafte Gründungskörper [13].
Bei der Planung von Injektionsmaßnahmen müssen die örtlichen Baugrundverhältnisse nach den entsprechenden DIN-Normen untersucht werden, um die Aufnahmefähigkeit des Bodens für das Injektionsgut zu ermitteln und die Einsatzmöglichkeiten von Injektionsmaterial nach Bodenart zu kennen. Als Injektionsgut wird Zementsuspension, Mörtel oder Harz verwendet.
Nach DIN EN 12715 wird grundsätzlich zwischen Injektionen mit Baugrundverdrängung (Verdichtungsinjektion, Hebungsinjektionen mit hydraulischer Rissbildung) und Injektionen ohne Baugrundverdrängung (Poreninjektion, Kluft-injektion, Hohlraumverfüllung) unterschieden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Problematik von Gründungsschäden ein und skizziert das Ziel der Arbeit, Sanierungsmöglichkeiten zu vergleichen.
2 Überblick verschiedener Gründungsverfahren: Dieses Kapitel erläutert die Grundlagen der Lastabtragung und unterscheidet systematisch zwischen Flach- und Tiefgründungen.
3 Gründungsschäden: Hier werden die verschiedenen Arten von Setzungsschäden sowie deren Ursachen detailliert analysiert.
4 Sanierungsverfahren: In diesem Abschnitt werden diverse Methoden zur Verstärkung von Gründungen und Baugrundverbesserungen theoretisch vorgestellt.
5 Nachhaltiges Bauen: Der Fokus dieses Kapitels liegt auf der Bedeutung nachhaltiger Sanierungsmaßnahmen und der Reduzierung ökologischer Fußabdrücke im Bausektor.
6 Ausgewähltes Anwendungsbeispiel: Dieses Kapitel beschreibt das konkrete Bauvorhaben, eine Umnutzung eines Wohnhauses zur Radiologie-Praxis, mitsamt den Lastanforderungen.
7 Mögliche Sanierungsverfahren: Hier erfolgt die rechnerische Untersuchung und Gegenüberstellung von drei spezifischen Sanierungsvarianten (Verbreiterung, Unterfangung, Injektion).
8 Auswertung und Diskussion der Ergebnisse: Dieses Kapitel vergleicht die untersuchten Verfahren anhand von Kennzahlen wie Kosten, Zeit und CO2-Ausstoß.
9 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und gibt eine Empfehlung zur Wahl des geeigneten Sanierungsverfahrens unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen.
Schlüsselwörter
Gründungssanierung, Baugrund, Setzung, Tragfähigkeit, Fundamentverbreiterung, Fundament-Unterfangung, Injektionsverfahren, CO2-Bilanz, Nachhaltiges Bauen, Grundbruch, Bodenverfestigung, Statik, Bautechnik, Geotechnik, Anwendungsbeispiel.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das zentrale Thema der Arbeit?
Die Arbeit behandelt die Untersuchung und den Vergleich verschiedener Verfahren zur Gründungssanierung von Bauwerken, insbesondere bei Laständerungen.
Welche Sanierungsverfahren werden primär betrachtet?
Die Arbeit fokussiert sich auf die Fundamentverbreiterung, die konventionelle Unterfangung sowie die Baugrundverfestigung durch Injektionen mit Expansionsharz.
Welches Ziel verfolgt die Arbeit für das gewählte Beispiel?
Ziel ist es, ein realistisches Beispiel für eine Umnutzung zu modifizieren und die Eignung der gewählten Verfahren anhand von statischen Nachweisen und einer CO2-Bilanz zu bewerten.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden angewendet?
Es werden rechnerische Nachweise der Grundbruchsicherheit nach DIN-Normen durchgeführt sowie kalkulatorische und ökologische Vergleiche auf Basis von CO2-Rechnern vorgenommen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst theoretische Grundlagen, eine detaillierte Schadensanalyse, die rechnerische Untersuchung der Sanierungsvarianten und deren ökologische Bilanzierung.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Gründungssanierung, Tragfähigkeit, Setzungsberechnung, CO2-Footprint und Baugrundverbesserung.
Wie sicher ist das Injektionsverfahren gegenüber der traditionellen Fundamentverbreiterung?
Das Injektionsverfahren zeigt nach den Berechnungen der Arbeit eine sehr hohe Ausnutzung der Tragfähigkeit, ist jedoch deutlich teurer und schneller als die anderen untersuchten Verfahren.
Warum ist eine CO2-Bilanzierung für Gründungssanierungen wichtig?
Da der Baubereich maßgeblich zum Klimawandel beiträgt, hilft eine Bilanzierung dabei, ressourcenschonende Verfahren zu wählen, beispielsweise durch Reduktion des massiven Betonverbrauchs.
- Citation du texte
- Amar Al Masri (Auteur), 2022, Gründungssanierungen. Varianten, Ausführung und CO₂-Bilanz, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1376407
