V04_27.10.11_Flach- und Tiefgründung

VO 04 Flach und Tiefgrndung Weie Wannen Flach-

Hon.Prof. Architekt Dipl.Ing. Dr.techn. Heinz Priebernig p g gStaatlich befugter und beeideter Ziviltechniker Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverstndiger TU Wien, Institut fr Architektur, Abt. Hochbau I + Entwerfen 253.4 http://www.priebernig.at 04.1

Grndungen G dBaugrund-Bauwerk

Pilzfundament

Plattengrndung

Pfahl-Plattengrndung

architekt priebernig 2011

04.2

Druckausbreitung i B D k b it im Baugrund d

a) Druckausbreitung im Gefge des Baugrundes

b) Druckausbreitung unter 45 (vereinfachend)

c)


04.3

Setzungen S t


04.4

Flachgrndungen Fl h d Streifen- und Einzelfundamente Druckverteilungswinkel bei Mauerwerk mit Kalk-Zementmrtel und Stampfbeton = 60 , bei Mauerwerk aus Kalksandsteinen mit reinem Zementmrtel = 45 Z t t l .


04.5

Plattenfundament Pl tt f d t

Kcherfundamente K h f d t


04.6

Einzelfundament Ei lf d t

Bewehrungsfh B h fh hrung eines h i Kreisfundaments

vorgefertigtes Schalenfundament fr f ti t S h l f d t f eine Sttze mit gelenkigem Anschluss z. B. Finnland

Krftefluss bei einem Kreisfundament


04.7

Unterfang von F d U t f Fundamenten SPUNDWAND tAbsttzung und abs schnittsweise Unterfangung vor der Unterfangung ist die Feuermauer abzuteilen oder ins Bauwerksinnere zu verankern verankern.

Spundwand


04.8

Tief-(Pfahl-)grndungen Ti f (Pf hl ) d Sofern tragfhige Bodenschichten erst in grerer Tiefe auftreten, mssen die Bauwerkslasten in die tieferen, ausreichend trag-fhige Schichten abgetragen werden. Dies erfolgt i. d. R. durch Pfhle. Die Pfhle bertragen die Last durch Spitzendruck und/oder Mantelreibung: stehende, stehend-schwebende und schwebende Grndung.

Bauwerk

Pfahl

Nicht ausreichend tragfhiger Baugrund (Torf, weicher, bindiger Boden)

a) Spitzendruck Tragfhiger Baugrund: Festgestein, dicht gelagerter Kies - Sand Bauwerk Mantel Mantelreibung

Baugrund mit ausreichender Mantelreibung: lockerer bis mittel-dicht gelagerter Sand

Einfluss der Pfahlherstellung auf die Mantelreibung: b) a) Verspannung durch Bodenverdichtung beim Verdrngungspfahl, b) E Entspannungsgefhrdung d B d f hd des Bodens beim B h f hl b i Bohrpfahl. tragfhiger Baugrund Pfahlsysteme nach der vertik. Lastenabtragung a) Spitzendruckpfhle, b) Mantelreibungspfhle Mantelreibungspfhle. architekt priebernig 2011 04.9

Fundamentunterfangung mittels HDBV I j kti F d t t f itt l HDBV-Injektion Die Bemessung des Injektionskrpers erfolgt als Schwergewichtsm mauer. Es werden die Nachweise der Sicherheit gegen Kippen, pp , Gleiten, und Grundbruch gefhrt und die Spannungen im Injektionkrper und der Sohlfuge berechnet.

Bei greren Unterfangungshhen (ca 2 - 3 m) fhrt die rckwertige Verankerung zu einer erheblichen Verminderung des zu (ca. injizierenden Bodenvolumens.

Krfte am Injektionskrper architekt priebernig 2011

Bohr- und Verpressvorgang04.10

Fertigpfhle F ti fhl

Holzpfhle

Stahlpfhle

Stahlpfahlprofile


04.11

Ortbetonpfhle O tb t fhl Ortbetonpfhle werden aus Stahlbeton in einem zuvor im Baugrund durch Bohrung und Bodenaushub oder g g g g Bodenverdrngung er-zeugten Hohlraum hergestellt. Man unterscheidet je nach Arbeitsvorgang und Gerten zwischen Bohr-, Bohrverdrngungs-, Ramm- und Rttelpfhlen.


04.12

Ortbetonbohrpfhle O tb t b h fhl t, Durch Einrammen eines Futterrohrs werden Pfahllcher erzeugt die nach dem Einbau der Bewehrung bei gleichzeitigen Ziehen mit Pumpbeton ausgefllt werden. Vorteile i d i V t il sind eine gute A t Anpassung an di tli h die rtlichen B d Bodenverhlt i hlt tnisse, di rasche H t ll t die h Herstellung und grere M t l ib d Mantelreibung durch das Betonieren gegen das Erdreich. Nachteile sind die Lrmentwicklung, Erschtterungen und die evtl.e Beschdigung eines Pfahles whrend der Herstellung.


04.13

Brunnengrndung B d Die Grndung mit Senkbrunnen ist eine historische Grndungsart, die auch heute, mit Stahlbeton-, Faserzementg und Stahlrohren gebaut wird. Die Stahlbetonrohre werden durch Ausbohren bis auf den tragfhigen Baugrund abgesenkt, eingebunden und mit Stahl-beton gefllt. Die Ausfhrung von Brunnen mit Stahlrohren, die mit dem fortschreitenden Betoniervorgang wieder gezogen werden, entspricht der Herstellung von Bohrpfhlen Bohrpfhlen.


04.14

Soilcrete-Dsenstrahlverfahren S il t D t hl f h Mit energiereichen Schneidestrahlen aus Wasser oder Zementsuspension wird der Boden t aufgeschnitten bzw. erodiert. Der erodierte Boden wird umgelagert und mit Zementsuspension vermischt. Die Erosionsweite des Dsenstrahles im Baugrund reic je nach Boden- und cht Verfahrensart bis ca. 2,5 m im Durchmesser. Soilcrete wird in drei Verfahren hergestellt; die Baugrundeigensch haften, geometrische Form und die erforderliche Qualitt der Soilcrete-Krper bestimmen die Art des Verfahrens: Soilcrete S Der Suspensionsstrahl schneidet und soilcretiert den B Boden ohne Luftummantelung. Das S-Verfahren wird fr kleine bis mittlere Sulendurc chmesser eingesetzt. Soilcrete D Der Suspensionsstrahl schneidet und soilcretiert den B Boden. Zur Erhhung der Erosionsleistung und damit der Reichweite wird der St g trahl ber eine Ringdse g zustzlich mit Druckluft ummantelt. Das D-Verfahren w fr Lamellenwnde, wird Unterfangungen und Dichtsohlen eingesetzt. ahl Soilcrete T Der Boden wird mit einem luftummantelten Wasserstra erodiert. ber eine zustzliche Dse unterhalb der Wasserdse wird die Zement tsuspension zeitgleich zugegeben. Eine Variante dieses Verfahrens arbeitet o ohne Luftummantelung.


04.15

Soilcrete-Verfahren S il t V f h


04.16

MESI-Pfahlsystem MESI Pf hl t Kraftbertragung nach einem patentierten Verfahren mit Beim MESI-Pfahlsystem wird ber Stahlrohre, die im Bereich der K Injektionsdsen ausgerstet sind, mit hohem Druck Zementsuspen nsion injiziert. Das Stahlrohr wird mit Betonstein umhllt und verklammert sich mit dem Erdkrper. Dadurch knnen Druck und Zugkrfte bertragen werden. p kg g


04.17

MESI-Pfhle

Klimapfhle Um die im Boden vorhandenen Erdwrme zu nutzen, werden in die Stahlrohre oder Pfhle wassergefllte Betonleitungen e eingebaut. Das Leitungssystem besteht aus HDPE.-Rohren (ca. DM. 20 x 2 mm), die zu einem Kreislauf je Pfahl zusammengeschlossen werden Ein hoher Grundwasserstand des werden. Grundwasserstand, ssen Temperatur im Mittel ca 8 C betrgt ergibt eine ca. betrgt, Entzugsleistung von ca. 60 - 70 Watt je Pfahlmeter fr das Khlen / Heizen von Bauteilen (Bauteilkhlung / -heizung) und Rumen. Eine Sole-Wasser-Wrmepumpe mit einer Heizleistung von ca. 8 - 9 kW sorgt fr die Umwandlung der Erdwrme in Heizwrme.


04.18

Weie Wannen Wasserundurchlssiger Beton (WU-Beton) wird aus Normalbeton, Gteklassen mind. C 25 / 30 (56) hergestellt. Die Beigabe eines Zusatzmittels (DM Dichtmittel) bewirkt die innere Hydrophobierung und den Porenverschluss der WU-Beton wird dicht gegen Wasser. Die Mindeststrke fr WU-BetonBauteile betrgt B t il b t t 30 cm.

Bodenplatten und Auenwnde gegen Erdreich aus WU-Beton werden mit Bauteildehnfugen und Arbeitsfugen mit Dehn- und Arbeitsfugenbndern (Kunststoff Rippenbnder) mit Stoschweiungen oder Edelstahlbndern mit Bitumenstoverklebung unterteilt. architekt priebernig 2011 04.19

Zwangsbeanspruchungen in der Bodenplatte Bei richtiger Planung und genauer Ausfhrung weisen Sohlplatten selten Undichtigkeiten auf. Voraussetzung dafr sind u.a. u a nicht zu groe Abmessungen der Platte sowie eine Platte, Mindestdicke von 30 cm und die richtige Bewehrungsanordnung. Risse entstehen meist nur in Bereichen besonderer Beanspruchungen, wie Querschnittsnderungen, Schchten, Fundamentvertiefungen und anderen Unregelmigkeiten d S hl B i Pl tt i k it der Sohle. Bei Platten, di mit ebener die it b Unterseite auf dem Untergrund liegen (d), tritt bei Bewegung lediglich eine Reibungskraft auf, die nicht rissgefhrlich ist. Zur berwindung dieser Reibungskraft kann in bestimmten p Fllen mit ebenen Unterseiten der Einbau einer Spannbewehrung sinnvoll sein. Es werden auerdem zur Reibungsverringerung 2 Lagen PE-Folie 0,2 mm auf sandigem Untergrund verlegt.

a) a

b) b

c) c

Bauwerksgrndung mit Fundamentbaken und Sohlplatte Bei Grndung mit Fundamentbalken (a) ergeben sich zwangslufig zahlreiche Arbeitsgnge (b). (c) zeigt den Querschnitt mit angebschten Streifenfundamenten und aufwndiger Sauberkeitsschicht in Schrglage. Variante (d) hat die Vorteile weniger Arbeitsaufwandes und der Vermeidung von Zwangbeanspruchungen, da sie keine unregelmigen Vertiefungen aufweist aufweist.

d) d


04.20


04.21


04.22

Wasserdruckklassen Wasserdruckklasse 1 W0 W1 W2 W3 W4 Wasserdruck Wasserdruck> Wasserdruck> Beschreibung 0,0 00 1,0 5,0 1,0 10m 5,0 m

10,0 m

Wasserdruck> 10,0 20,0 m Wasserdruck > 20,0 m

Zusammenhang zwischen Anforderungsklasse, Wasserdruck, Konstruk ktionsklasse und Fugenbandklasse

1

Zur Festlegung der Wasserdruckklasse ist der Wasserdruck auf die Unterkante ( UK) d betrachteten des Bauteils zu beziehen. Fr die obere Grenze ist der Bemessungswasserstand anzusetze Bei hohen en. Wnden sind Abstufungen der Wasserdruckklassen zulssig zulssig.


04.23

AbbildungsverzeichnisAbb. 04.2 Abb. 04.3 Gesamtsystem Baugrund-Bauwerk Priebernig, 2006 Druckausbreitung im Baugrund Simmer, Konrad (1994): Grundbau Teil1. Bodenmechanik und erdstatische Berechnungen. 19.Aufl., Teubner Druck-Isobaren Priebernig, 2006 Setzungen Schmitt, Heene (1996): Hochbaukonstruktionen 13.Aufl., Teubner Riccabona (2004): Baukonstruktionslehre. 7.Aufl., Manz Grndungstiefe Schmitt, Heene (1996): Hochbaukonstruktionen 13.Aufl., Teubner Plettenfundament, Kcherfundamente , Priebernig, 2006 Einzelfundament, Kreisfundament, Bewehrung eines Kreisfundemants, vorgefertigtes Schalenfundament Priebernig, 2006 Unterfangung von Fundamenten Priebernig, 2006 Tief (Pfahl) Grndung Tief-(Pfahl)-Grndung Simmer, Konrad (1994): Grundbau Teil1. Bodenmechanik und erdstatische Berechnungen. 19.Aufl., Teubner Fundamentunterfangung mittles HDBV Priebernig, 2006 Fertigpfhle Simmer, Konrad (1994): Grundbau Teil1. Bodenmechanik und erdstatische Berechnungen. 19.Aufl., Teubner Berechnungen 19 Aufl Ortbetonpfhle, Rammpfhle Priebernig, 2006 Ortbetonbohrpfhle Priebernig, 2006 Brunnengrndung Priebernig, 2006 Soilcrete-Dsenstrahlverfahren Soilcrete Dsenstrahlverfahren Keller Grundbau, http://www.kellergrundbau.com Soilcrete-Dsenstrahlverfahren Keller Grundbau, http://www.kellergrundbau.com MESI-Pfahlsystem Keller Grundbau, http://www.kellergrundbau.com Klimapfhle Keller Gr ndba http // Grundbau, http://www.kellergrundbau.com kellergr ndba com Weie Wannen Priebernig, 2006 Bauwerksgrndung mit Fundamentbalken und Sohlplatte Priebernig, 2006 Abb. 04.21 Abb. 04.22 Abb. 04.23 Wasserdurchlssige Betonbauwerke sterreichische Vereinigung fr Beton- und Bautechnik, 12/2002 Konstruktionsklassen fr geschalte Stahlbetonbauteile sterreichische Vereinigung fr Beton- und Bautechnik, 12/2002 Wasserdruckklasssen sterreichische Vereinigung fr Beton- und Bautechnik 12/2002 Beton Bautechnik,

Abb. 04.4

Abb. 04.5 Abb. 04.6 Abb. 04.7

Abb. 04.8 Abb. 04.9 Abb 04 9

Abb. 04.10 Abb. 04.11

Abb. 04.12 Abb. 04.13 Abb. 04.14 Abb. 04.15 Abb 04 15 Abb. 04.16 Abb. 04.17 Abb. 04.18 Abb. 04.19 Abb. 04.20


04.24

Documents

V04_27.10.11_Flach- und Tiefgründung