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Bodenarten:
Tonhaltige Böden

Setzungen von Gebäuden geschehen aus unterschiedlichen Gründen. Eine häufig auftretende Ursache ist das Schrumpfen des Fundamentuntergrunds. Dies kommt vor allem in Regionen mit tonigen oder tonhaltigen Böden vor. Doch wie kommt es dazu und welche Folgen ergeben sich daraus?

Tone sind sogenannte Schichtsilikate. Also nicht Körner, wie bei anderen Bodenarten, sondern Plättchen, die eine erheblich größere spezifische Oberfläche haben, bestimmen die Struktur. Die Oberflächenspannung des Wassers hält die Plättchen zusammen. Wenn ein Boden belastet wird, drückt er sich zusammen. Wenn Ton schrumpft, wird er zwar auch zusammengedrückt, aber ohne äußere Belastung, sondern nur durch die Oberflächenspannung des Wassers, die sich bei Wasserentzug – sprich Austrocknung – vergrößert.

Ursachen und Folgen der Austrocknung

Eine Austrocknung des Tons kann entweder durch Klimaschwankungen oder langanhaltende starke Erwärmung des Bodens erfolgen. Je nach Art des Tons und seiner Exposition können diese Ursachen bis 1,5 oder 2 Meter unter Gelände wirken, also durchaus schon nicht unterkellerte Gebäude betreffen. Am häufigsten lassen sich jedoch Schrumpferscheinungen infolge Wasserentzugs durch Bäume feststellen. Bäume, die normalerweise das benötigte Wasser dem Porenwasser von Sand und Lehm entnehmen, wachsen in „Notzeiten“ auch in den Ton und holen sich dort mit ihren Fadenwurzeln und hohem Saugdruck das an die Tonplättchen angelagerte Wasser. Die dadurch vergrößerte Oberflächenspannung des Wassers lässt den Ton schrumpfen. Mit oftmals gravierenden Folgen für die darauf errichteten Gebäude. Geradezu schlagartig können Setzungen auftreten, die zu erheblichen Rissen in den tragenden Wänden führen können.

Tonstruktur unter einem Rasterelektronenmikroskop
Bei einer Baumreihe sollte der Abstand zum Gebäude mindestens das 1,5-fache der Baumhöhe betragen

Vorbeugung von Schrumpfschäden

Das Schrumpfen des Bodens ist ein dreidimensionaler Vorgang. Die Trockenrisse, die man im Sommer an der Oberfläche eines Tonbodens sieht, durchziehen den Boden im gesamten, von den Wurzeln erfassten Bereich. Die Schadensbildung geht nicht nur im nächsten trockenen Sommer weiter, sondern sie nimmt auch mit dem Wachstum der Bäume progressiv zu. Daher gibt es die Empfehlung, bei Tonböden die Baumhöhe auf das Maß des Abstands von Gebäuden zu begrenzen. Bei einer Baumreihe sollte der Abstand zum Gebäude mindestens das 1,5-fache der Baumhöhe betragen.

Grundsätzlich bestünde die Möglichkeit, die Bäume über Bohrungen im Boden mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen und sie dadurch daran zu hindern, Wasser unter dem Bauwerk zu entziehen. Diese Methode bedarf jedoch exakter fachmännischer Planung und permanenter Wartung und wird daher wohl nur in besonderen Fällen zur Anwendung kommen. Zudem garantiert sie keinen unbedingten nachhaltigen Erfolg.

Maßnahmen gegen Setzungen

Als erstes ist stets die Schadensquelle zu beseitigen, bei Verursachung durch Bäume sind diese zu fällen und gegebenenfalls durch kleine Bäume zu ersetzen oder fachmännisch auf ein unschädliches Maß zu beschneiden. Theoretisch könnte man dann warten, bis die Risse im Ton in feuchteren Zeiten wieder zuquellen und so der Kraftschluss wiederhergestellt wird; allerdings will man in der Regel keine weiteren Rissbildungen innerhalb des Gebäudes riskieren. Denn je weiter das Schrumpfen schon fortgeschritten ist, desto unwahrscheinlicher wird es, dass der Kraftschluss durch das Quellen des Tons eher gelingt als durch das Nachsacken des gerissenen Gebäudes. Die betroffenen Bauteile sollten daher unterfangen und die Unterfangungspfeiler vorgepresst werden. Eine weitere Maßnahme besteht darin, die Trockenrisse im Boden durch Injektionen zu füllen und das abgesackte Bauteil im Zuge der Injektionen bis zum Kraftschluss wieder anzuheben. Das Verfahren der Injektion mit Expansionsharz hat dabei den Vorteil einer sehr gebäudeschonenden Sanierung.

Dipl.-Ing. Michael Soretz, ELH Ingenieure, Hannover