Flachgründung, Tiefgründung & Pfahlgründung

Was ist eine Flachgründung?

Die Flachgründung ist eine Variante der Gründung im Bauwesen, bei der die Lasten ausschließlich über Sohlspannungen – also über die Kräfte, die auf das Fundament drücken – in die Gründungsebene abgeleitet werden. Für Flachgründungen müssen die oberflächennahen Bodenschichten ausreichend tragfähig sein. In der Regel stellt diese Form der Gründung beim Bauen die häufigste und wirtschaftlich günstigste Variante dar. Bei einer Flachgründung ist es wichtig, eine frostsichere Einbindetiefe in den Boden zu berücksichtigen. Eine Lastabtragung in tiefere Bodenschichten wird Tiefgründung genannt.

Welche Arten von Flachgründung gibt es?

Je nach Anwendungsfall, Bodenbeschaffenheit und Wirtschaftlichkeit gibt es verschiedene Arten von Flachgründungen. Hierzu gehören Einzelfundamente (Punktfundamente), Streifenfundamente und die Fundamentplatte. Die unterschiedlichen Fundamente werden zumeist aus Beton gefertigt.

Jedes Fundament muss vor dem Bau im Hinblick auf verschiedene Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit sowie Tragfähigkeit statisch geprüft und bemessen werden. Diese Nachweise umfassen beispielsweise den Verlust der Gesamtsicherheit, Versagenszustände, Kippen, Gleiten und Setzungen. Hierbei wird das Gebäude sowie das Verhalten des Baugrundes betrachtet. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit eines Fundaments können beispielsweise je nach statischen Erfordernissen zusätzliche Eisen (Armierungen) in den Beton eingebracht werden, die Zugkräfte aufnehmen. Ein bewehrtes Fundament wird als Stahlbetonfundament definiert.

EINZELFUNDAMENT (PUNKTFUNDAMENT)

Einzelfundament (Punktfundament)

Einzelfundamente sind hauptsächlich Stahlbetonfundamente. Sie werden unter Punktlasten – wie zum Beispiel Säulen und Stützen – angeordnet. Aufgrund ihrer Ausdehnung und meist rechteckigen Formgebung können über Einzelfundamente sehr große Lasten in den Baugrund eingeleitet werden.

Streifenfundament

Das Streifenfundament dient als häufigste Art der Gründung von Gebäuden. Über diese Fundamentart werden Lasten langgestreckter Bauteile – wie beispielsweise von Wänden – linienförmig in den Boden eingeleitet. Die Höhe, Breite und Länge eines Streifenfundaments hängt von den abzuleitenden Lasten sowie dem Baugrund ab. In den häufigsten Fällen ist das Streifenfundament breiter als die auf diesem Fundament stehende Wand. Dadurch wird die Fläche der Lasteinleitung vergrößert und die Bodenpressung reduziert. Auch die Materialbeschaffenheit (Betongüte) und eventuelle Bewehrungen (Armierungen) müssen vorab durch eine statische Berechnung ermittelt werden. Das typische Streifenfundament ist meist aus unbewehrtem Beton oder Stahlbeton. Früher wurden auch Mauerwerksfundamente aus Bruchstein oder Ziegeln hergestellt.

Fundamentplatte

Eine flächige Verteilung der Bauwerkslasten erfolgt über eine lastabtragende Fundamentplatte. Hier wird die ganze Gründungssohle zur Lastabtragung herangezogen und so die Beanspruchung aus dem Gebäude auf einer ausreichend großen Fläche verteilt. Die Bodenpressungen unter einer Plattengründung sind meistens geringer als unter Einzel- und Streifenfundamenten. Diese Art der Gründung gilt als setzungs- und verformungsärmer gegenüber der Verwendung von Einzel- und Streifenfundamenten, da hier bei geringere Spannungen auf den Baugrund entstehen. Plattendicke, Größe und Bewehrung richten sich nach Bodenbeschaffenheit und Tragfähigkeit des vorhandenen Baugrundes. Lasten bzw. die Tragstruktur des Ge-bäudes und die Bodenkennwerte müssen auch hier im Vorfeld ermittelt werden.

Was ist eine Tiefgründung?

Die Aufgabe der Gründung ist es, die Bauwerkslasten sicher in den Baugrund abzuleiten. Bei schlecht tragfähigem Untergrund sind Tiefgründungen nötig, um die Lasten in tiefere Bodenschichten einzuleiten.

Wann ist eine Tiefgründung erforderlich?

Eine Tiefgründung durch Pfähle, Brunnenfundamente oder Ähnliches kommt zum Einsatz, wenn eine tragfähige Schicht im Boden erst in größerer Tiefe besteht. In einigen besonderen Fällen kommen bei Tiefgründungen auch sogenannte Mischformen zum Einsatz, bei denen beispielsweise hochbelastete Bereiche tiefgegründet werden, der Rest des Gebäudes jedoch auf einer Flachgründung ruht.

Die Lastübertragung auf eine tiefliegende tragfähige Schicht im Baugrund wird im Allgemeinen über Pfähle bis ca. 30 m (Pfahlgründung) oder aber über Brunnenfundamente (bis ca. 5 bis 8 m) beziehungsweise Magerbetonsäulen (maximal 5 m Tiefe) vollzogen. Für eine Pfahlgründung können Gründungspfähle aus Beton sowohl als Ortbetonpfahl oder Pfahl aus Fertigbeton errichtet werden.

Was ist eine Pfahlgründung?

Die Pfahlgründung ist eine der vielseitigsten und ältesten Gründungsform der Tiefgründung. 

Wann ist eine Pfahlgründung erforderlich?

Pfahlgründungen kommen oft bei weichen, stark organischen, wassergesättigten oder schlecht tragfähigen Böden zum Einsatz. Generell wird im Spezialtiefbau bei der Lasteinleitung in den Baugrund zwischen Spitzendruckpfählen und Reibungspfählen unterschieden. Ein Spitzendruckpfahl wird bis in den tragfähigen Boden geführt und leitet Bauwerkslasten auf diese Weise in tiefliegende Bodenschichten. Beim Einsatz eines Reibungspfahls befinden sich tragfähige Schichten erst in sehr großer Tiefe. Hier wird der Pfahl durch angreifende Reibungskräfte am Pfahlumfang (Mantelreibung) in einem Baugrund mit wenig Tragfähigkeit gehalten.

Die verwendeten Pfähle werden nach den Verfahren der Herstellung und Einbau in den Baugrund sowie nach Art des Pfahlbaustoffs unterschieden. Ein Pfahl wird je nach Anforderung verschiedenen Tests unterzogen, die von einem zertifizierten Sachverständigen durchgeführt werden.

Herstellung und Einbau

Bei der Herstellung wird zwischen Fertig-, Ort- und Mischgründungspfählen unterschieden:

• Fertigpfähle werden in ihrer ganzen Länge oder Teillänge im Werk vorfabriziert, auf die Baustelle geliefert und dann durch unterschiedlichste Varianten wie Rammen, Vibrieren, Bohren, Spülen, Verpressen, Rütteln oder Schrauben in den Baugrund eingebracht. Sie sind nach der Einbringung sofort belastbar. Die Pfähle benötigen jedoch zum Einbau meist große Baugeräte und erzeugen starke Erschütterungen. Soll dies vermieden werden, können die vorgefertigten Segmente auch in Bohrlöcher eingestellt werden.
• Ortpfähle sind Beton- oder Stahlbetonpfähle, die direkt an Ort und Stelle gefertigt werden. Mittels eines Vortreibrohrs wird ein Hohlraum im Boden geschaffen, der ausbetoniert wird.
• Mischgründungspfähle sind eine Kombination aus beiden Varianten. Sie setzen sich aus vorgefertigten und örtlich hergestellten Teilen zusammen.

Pfahlbaustoff und Formgebung

Die Materialien der verschiedenen Pfähle für eine Pfahlgründung sind stets an ihren Einsatz sowie die Umgebungs- und Bodenbedingungen angepasst. Für die Planung dauerhafter Bauwerke bieten sich Stahlbetonpfähle, bei temporären Bauwerken einfacher entfernbare Stahlpfähle an. Stahlbetonpfähle gelten heute in Deutschland als Pfahlsysteme mit den höchsten Material- und Qualitätsstandards. Weltweit werden hauptsächlich Fertigbetonrammpfähle aus Stahlbeton oder Spannbeton in unterschiedlichen Querschnitten verwendet. Diese sind für die Beanspruchung beim Transport, Einbringung und Bauwerkslast standardmäßig stahlverstärkt (bewehrt) oder vorgespannt. Weniger häufig sind runde Schleuderbetonpfähle.