Baugruben

Sind Untergeschosse oder unterirdische Leitungen und Verkehrswege geplant, dann muss Erde ausgehoben werden für eine Baugrube. Bevor die ersten Bagger anrücken, wird der Baugrund ausführlich erkundet: Ein Gutachten gibt unter anderem Auskunft über Tragfähigkeit, Setzungsverhalten, Baugrubengestaltung, Umweltverträglichkeit, Grundwasserverhältnisse, Verunreinigungen und Altlasten, Kampfmittel oder archäologische Funde. Daraus lassen sich Maßnahmen zur Wasserhaltung und Sicherung der Baugrube ableiten.

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Dichtsohlen und Wasserhaltung

Wassersperrende Bodenschichten können die Baugrube von Natur aus trocken halten. Fehlen sie, ist eine Dichtsohle nötig. Diese lassen sich im Düsenstrahlverfahren (DSV) erstellen, per Weichgelinjektion oder mit Unterwasserbeton. Eine weitere Möglichkeit ist, die Baugrube mithilfe einer Bodenplatte aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) abzudichten.

Befindet sich der Grundwasserspiegel (Grundwasserstand) über der Baugrubensohle, muss das Grundwasser abgesenkt werden. Dies geschieht mithilfe der sogenannten Wasserhaltung. Abhängig von der Baugruben-Größe, den geologischen Schichten und der Bodendurchlässigkeit wird eine offene oder geschlossene Wasserhaltung angewendet.

Bei der offenen Wasserhaltung wird das Grundwasser über Dränagen und Pumpensümpfe gesammelt und mithilfe von Tauchpumpen über Leitungen abgeführt. Bei der geschlossenen Wasserhaltung wird ein System aus horizontalen und vertikalen Rohren installiert, die mit den Brunnen und Pumpen verbunden sind. Je nach Größe der Baugrube, Bodenaufbau und Durchlässigkeit, wird das Wasser entweder durch Schwerkraft oder durch ein Vakuum abgesenkt. Das abgepumpte Wasser sammelt sich in Absetzbecken, wird gegebenenfalls gereinigt und anschließend oberirdischen Gewässern oder der Kanalisation zugeführt.

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Baugrubenwände

Baugrubenwände sichern die Baugrube vor Einsturz, nachrutschendem Erdreich, eindringendem Wasser oder Erosion. Die Baugrubenwand kann temporär oder dauerhaft und in die Tragstruktur des Gebäudes integriert sein.

Weit verbreitet sind folgende Verbauarten:

• Bohrpfahlwand
• Injektionswand
• Schlitzwand
• Spundwand
• Trägerbohlwand

Die Wahl der Verbauart hängt unter anderem von den Schichtenfolgen des Baugrunds, den Grundwasserständen und den örtlichen Platzverhältnissen ab.

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Bohrpfahlwände

Bohrpfahlwände werden aus überschnittenen, tangierenden oder mit Zwischenraum hergestellten Bohrpfählen errichtet. Die erforderliche Wandsteifigkeit wird über den gewählten Pfahldurchmesser eingestellt. Sind Baugruben in das Grundwasser eingebunden, kann mit der überschnittenen Bohrpfahlwand ein wasserrückhaltender Verbau hergestellt werden. Mit Bohrpfahlwänden ist auch unter schwierigsten Bodenverhältnissen (Felseinbindung, Hindernisse, Nachbarbebauung etc.) ein verformungsarmer Verbau herstellbar.

Schlitzwände

Schlitzwände nehmen in ihrer statischen Funktion Erd- und Wasserdruckkräfte auf und tragen diese über die Verankerung oder über den Erdwiderstand am Fußauflager in den Boden ab. Zunächst wird ein Graben ausgehoben, in dem die Leitwände erstellt werden. Sie stellen eine Art Schablone für die Schlitzwand dar und geben den Grundriss der Baugrube vor. Darüber hinaus bieten sie dem Greifer eine Führung und stabilisieren den oberen Bereich des späteren Schlitzes, indem sie den Erddruck an der Schlitzoberkante aufnehmen.

Die Schlitzwand wird abschnittsweise hergestellt. Während des Schlitzvorganges wird eine Stützflüssigkeit, in der Regel eine Bentonit-Suspension, eingefüllt. Diese stützt mit ihrem hydraulischen Druck das Erdreich. Mit fortschreitendem Aushub und infolge Suspensionsverlust in den angrenzenden Boden ist das ständige Nachfüllen von Suspension erforderlich. Nach dem Erreichen der erforderlichen Schlitztiefe wird der Bewehrungskorb und ein Abschalelement zum Folgeelement eingebaut. Dann wird der Abschnitt, auch Lamelle genannt, im Kontraktorverfahren ausbetoniert.

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Spundwände

Spundwände können Baugruben horizontal gegen das Grundwasser sichern. Entsprechend den örtlichen Gegebenheiten werden sie in den Boden gepresst, gerüttelt oder gerammt. Darüber hinaus können sie in ausgehobene Bodenschlitze wie beispielsweise eine Dichtwand eingebaut werden. Durch ihre ineinandergreifenden Schlösser lassen sich die einzelnen Spundbohlen zu einer formschlüssigen und wasserdichten Wand verbinden. Ist die Spundwand in eine bindige Bodenschicht oder eine künstliche Dichtsohle eingebunden, kann dank der undurchlässigen Schlossdichtung auf eine großflächige Grundwasserabsenkung verzichtet werden.

Bei tieferen Baugruben ist die Spundwand gegen starke Verformungen zu sichern. Zwischen den Wänden werden Stahlgurte gespannt, die mit Verpressankern im Erdreich rückverankert sind oder grubenseitig abgestützt werden.

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Trägerbohlwände

Eine Trägerbohlwand ist eine kombinierte Verbauwand aus vertikalen Stahlträgern und horizontal gespannten Ausfachungen aus Holzbohlen oder Spritzbeton. Die Träger können eingerüttelt, eingerammt oder in Bohrungen eingestellt werden. Sie kann überall dort zur Ausführung kommen, wo keine großen Ansprüche an die Steifigkeit der Baugrubenwände gestellt werden und die Baugrube nicht unterhalb des Grundwasserspiegels liegt.

Weitere Maßnahmen

Baugrubenwände, Baugrubensohlen und angrenzende Gebäude müssen gegen Verformungen gesichert werden. Mit Einstabanker-Systemen und Litzenankern werden die Wände mit dem dahinterliegenden Erdreich verbunden. Ist keine Rückverankerung möglich, werden die Baugrubenwände mittels Stahlrohren und -trägern oder mittels Stahlbetonscheiben ausgesteift. Sie können horizontal über die ganze Baugrubenbreite spannen oder der Verbau wird schräg auf die Bodenplatte oder einen Pfahl abgestützt. Mikropfähle oder Verdrängungspfähle sichern Gebäude, Rampenbauwerke und Baugrubensohlen gegen Auftrieb.

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