Stabilisierung einer Gründerzeitvilla

Die Villa Bienert steht auf einer kleinen Anhöhe am Eingang des Plauenschen Grundes auf dem Grundstück des Gebäudeensembles Bienertmühle. 1863 wurde sie von Gottlieb Traugott Bienert als repräsentatives Wohnhaus erbaut. Bienert, der Besitzer der Hofmühle und einer der erfolgreichsten und bedeutendsten Mühlenunternehmer seiner Zeit in Sachsen, ließ die Villa als dreigeschossigen Gründerzeitbau errichten. Prunkvolle Säulen und Kapitelle an der gegliederten Außenfassade künden von Reichtum und Einfluss des ehemaligen Besitzers und setzen sich mit verzierten Räumen im Inneren fort. Später folgte dem Bau der Villa durch den Sohn Theodor eine weitläufige Gartenanlage mit parkähnlichem Charakter.

Nach 1945 wurde die Bienertmühle mit dazugehöriger Villa Bienert in Volkseigentum überführt. Das Gebäudeensemble wurde noch bis ca. 1990 vom VEB Dresdner Mühlenwerke genutzt. Danach fiel es in einen Dornröschenschlaf, aus dem es wieder erwachen sollte.

Es war geplant und wurde ausgeführt, bestimmte Abschnitte des Mühlenensembles und auch die Villa zu Wohnzwecken umzubauen. In diesem Zusammenhang entstanden ganz besondere Eigentumswohnungen, welche durch die Interpretation neuer Wohnideen und den Rückgriff auf historische Stilmittel den Charme dieser einmaligen Adresse förderten. Durch die Sanierungsarbeiten wurde u. a. der Schall- und Wärmeschutz erheblich verbessert.

Herausforderung: Setzungsrisse und Baugrundprobleme

An dem 3-geschossigen und zum Teil unterkellerten Gebäude waren diverse Risse sowie ein außergewöhnlicher Riss (Breite bis 25 cm) vorhanden, die nach den geotechnischen Untersuchungen im Jahr 2015/2016 auf Setzungen des Baugrundes zurückzuführen waren. Im Wesentlichen waren die Risse im Übergangsbereich Keller – kein Keller (s. Abb. 1) festzustellen. Im Zuge der Umbaumaßnahmen wurden die vorhandenen Fundamente im Allgemeinen höher bzw. anders belastet als zuvor. Nach den Baugrunduntersuchungen ist  das Gebäude auf Streifenfundamenten gegründet. Die Einbindetiefen betragen im Allgemeinen 0,9 m – 1,3 m und vereinzelt im Abschnitt der Teilunterkellerung bis 2,5/3,0 m. Die Streifenfundamente wurden aus vermörtelten Bruchsteinen hergestellt.

Um den nach der Sanierung bzw. dem Umbau vorhandenen Lastabtrag zukünftig auch nach den Umbauarbeiten zu gewährleisten und aufgrund der stark unterschiedlichen Baugrund- und Gründungsverhältnisse wurden Baugrundertüchtigungen und Stabilisierungen unter den Bestandsfundamenten des Wohngebäudes erforderlich. Diese Entscheidung wurde gemeinsam mit den Bauherrn, dem Architekten, dem Tragwerksplaner und dem Baugrundsachverständigen getroffen. Aus Zeit-, Platz- und Kostengründen wurde alternativ zu den in Frage kommenden konventionellen Spezialtiefbauverfahren eine Ertüchtigung mittels Tiefeninjektion (URETEK Deep-Injection®-Methode) ausgeführt.

Vor Ort stellten sich jedoch andere Gegebenheiten dar als ursprünglich geplant war. Bei den Abbrucharbeiten, die kurz vor den Injektions- und zum Teil auch während den Injektionsarbeiten erfolgten, wurde ein bisher unbekannter gemauerter Hohlraum (vermutlich ehemaliger Rest des Mühlgrabens mit einer Länge von 23 m) erkundet. Der quer unter dem Gebäude verlaufende tunnelartige ehemalige Mühlgraben wurde während der Injektionsarbeiten durch ein Vermessungsbüro eingemessen und durch das Architekturbüro in die Bestandspläne eingetragen.

Im Baugrundgutachten von 2016 sind die stark unterschiedlichen Baugrund- und Gründungsverhältnisse ausführlich dargestellt. Der Ostteil des Gebäudes steht auf hochtragfähigen pleistozänen Flusskiesen und Flussschottern des Flusses Weißeritz. Die übrigen Gründungsbereiche ruhen auf anthropogenen Auffüllungen mit örtlichen Resten des o. g. tunnelartigen Mühlgrabens sowie auf Auelehm.

Ausführung der Injektionsmaßnahmen

Entsprechend den vorliegenden Unterlagen sowie den neu gewonnenen Erkenntnissen wurden in Absprache mit den Planern und dem Baugrundsachverständigen die Injektionsmaßnahmen unter nahezu allen Bestandsfundamenten ausgeführt.

Entlang der vorgesehenen tragenden Wände wurden im Abstand von ca. 60 cm bis 100 cm Bohrlöcher mit Ø 16 mm gesetzt. In diese Bohrlöcher wurden die Injektionslanzen eingebaut. Die Injektionstiefen betrugen im Bereich der Außenwände ca. 5,00 m (Abb. 6), im Bereich der Innenwände ca. 4,00 m (Abb. 6) und im Bereich des Kellergeschosses und des Kriechkellers ca. 2,50 m (Abb. 7 und 8) unter Bohransatzpunkt.

Durch die Lanzen wurde das Zweikomponenten-Expansionsharz URETEK RESIN 2409 flüssig und unter kontrolliertem Druck in den Baugrund gepresst. Während der Injektion wurden die Lanzen mit einem Ziehgerät langsam und gleichmäßig nach oben gezogen; örtlich wurde in verschiedenen Ebenen gebohrt. Durch die Volumenvergrößerung der Harze (Polymerisation) und die dabei entstehende Expansionskraft wurde der Baugrund örtlich aufgesprengt.

Die URETEK Deep-Injection®-Methode beruht darauf, dass das Expansionsharz innerhalb von ca. 20 Sekunden expandiert und schon nach wenigen Minuten ca. 90 % der Endfestigkeit erreicht hat. Die Expansion der Harze erfolgt in Richtung des geringsten Widerstandes und damit genau dorthin, wo die Verstärkung bzw. Stabilisierung notwendig ist. Dabei bilden sich vertikale und diagonale fein verästelte Harzlamellen aus, die zunächst eine horizontale Verspannung im Baugrund bewirken. Mit weiterer „Verdichtung“ des Baugrundes wachsen die Horizontalspannungen im Boden bis auf das Maß der vertikalen Auflast an.

Für die Überwachung der Bauteile und zur Kontrolle der Anhebungsreaktionen wurden digitale Messempfänger befestigt. Der Rotationslaser sowie die digitalen Messempfänger hatten während der Injektionsvorgänge eine permanente Verbindung und registrierten somit jede Ausweichbewegung der Baukonstruktion und deren Umgebung. Aufgrund der extrem kurzen Reaktionszeit der Harze und der millimetergenauen Überwachung durch Nivellierlaser wurde der ganze Prozess genau kontrolliert und gesteuert.

Anhand der vor Ort gemessenen Anhebungsreaktion, welche den Nachweis für den Zuwachs der Untergrundtragfähigkeit unter der zu diesem Zeitpunkt herrschenden Belastung erbrachte, waren die Injektionsarbeiten dahingehend erfolgreich. Die vorhandenen gering tragfähigen anthropogenen Auffüllungen mit örtlich vorhandenen Hohlräumen unter den Fundamenten wurden aufgefüllt, der Baugrund wurde verstärkt und verspannt, sodass ein durchgehender Kraftschluss zwischen dem anstehenden ausreichend tragfähigen Baugrund und der vorhandenen Fundamentsohle wieder gegeben war.

Die Umbau- und die Sanierungsarbeiten an der „Bienertvilla“ konnten erfolgreich Ende 2017 abgeschlossen werden. Es entstanden insgesamt 11 hochwertige Eigentumswohnungen, die den Nutzern ein hohes Maß an Wohnqualität bieten.