Gründung (Bauwesen)


Gründung (Bauwesen)

Die Gründung oder das Fundament ist die konstruktive und statische Ausbildung des Übergangs vom Bauwerk zum Boden, mit dem Ziel, dass die durch das Bauwerk und dessen Nutzung verursachten Verformungen des Bodens kleiner sind als aus Sicht des Bauwerks zulässig. Da beim Baugrund auch Eigenbewegungen im Bereich der Oberfläche möglich sind, ist die Gründungstiefe so zu wählen, dass keine Eigenbewegungen mehr vorkommen. Diese Eigenbewegungen entstehen entweder durch Austrocknung (Schrumpfrisse) der oberen Bodenschichten oder durch Frosteinwirkungen bei kalten (negativen) Temperaturen. In Europa ist für Gründungen die Frosttiefe maßgebend, die örtlich unterschiedlich ist.

Der Begriff Sockel umfasst im Sprachgebrauch sowohl die in der Erde liegenden Teile, die Gründung im eigentlichen Sinn, als auch die technisch – oder nur optisch – zur Basis des Bauwerks gehörenden oberirdischen Teile. Im Brückenbau spricht man von Unterbau. Ursprünglich wurde der Begriff Fundament von Philipp von Zesen durch den Ausdruck „Grundstein“ eingedeutscht.

Inhaltsverzeichnis

Gründungsarten

Historische Gründungen

Historische Gründungen unterscheiden sich von modernen Gründungen durch das verwendete Material, die Bauweise und die Auslastung. Als historisch gelten alle Gründungen vor 1920. Sie zeichnen sich durch geringe Zugfestigkeit und wenig Biegesteifigkeit aus.

Holzgründungen

Gründungskonstruktionen aus Holz können aus Schwellen (waagerecht) und Pfählen (senkrecht) bestehen. Von der römischen Antike bis in das frühe 20. Jahrhundert war auf kompressiblem Untergrund eine reine Schwellenrostgründung üblich, wobei mehrere Schwellen im Wandverlauf nebeneinander gelegt und durch kurze Querschwellen (darüber oder darunter) fixiert werden. Nur an den Gebäudeecken waren die Schwellen kreuzweise übereinander gelegt. Die Zwischenräume verfüllte man mit Kies, Bauschutt oder Lehm und darüber wurde zunächst unvermörteltes und oberhalb vermörteltes Mauerwerk gesetzt.

Steingründungen

Fundament und Wand aus großen Feldsteinen eines Schafstalls im Museumsdorf Cloppenburg

Man unterscheidet zwischen Streifenfundamenten („Bankette“), rechteckigen Punktfundamenten (etwa unter Säulen) und Flächenfundamenten (aus umgekehrten Gewölben). Steingründungen sind in der Sohle meist durch Abtreppung des Mauerwerks breiter, um eine größere Drucklastverteilung zu erzielen.

Steingründungen sind im unteren Bereich meist als Packlage hergestellt, wobei Lagen aus Steinen auf die breite Seite gelegt und die Zwischenräume von oben mit einer Schotterschicht auskeilt werden (Decklage). Die Packlage ist oft aus einem dichten Gestein (z. B. Granit) hergestellt und nicht vermörtelt. Dadurch erreicht man einen wirksamen Schutz gegen aufsteigende Feuchte. Oberhalb können weitere Sperrschichten aus Schieferplatten oder (ab etwa 1800) aus Teerpappe ausgeführt sein.

Unterscheidung nach der Tiefe der Gründung

Es wird zwischen Flachgründungen und Tiefgründungen unterschieden. Bei der Flachgründung werden die Fundamentlasten in die oberen Bodenschichten eingeleitet. Bei der Tiefgründung werden die Lasten des Bauwerks mittels Pfählen, Schlitzwänden oder Brunnen in tiefere Bodenschichten abgeleitet.

Unterscheidung nach Ausführung

Einzelfundamente für eine Lagerhalle aus Beton-Fertigteilen
Arbeiter betonieren eine Bodenplatte

Man unterscheidet Einzelfundamente, Streifenfundamente und Plattenfundamente.

  • Einzelfundamente werden in der Regel für einzelne Stützen oder isolierte Bauteile wie Schornsteine und ähnliches errichtet.
  • Streifenfundamente sind in Deutschland am verbreitetsten. Sie übernehmen die Lasten der auf ihnen errichteten tragenden Wände, während nichttragende Innenwände in der Regel direkt auf der Bodenplatte errichtet werden. Ihre Breite beträgt oft das doppelte der auf ihnen stehenden Wände, die genauen Maße und ggf. Bewehrung ergeben sich aus der Tragfähigkeit des Baugrundes. Die Fundamente werden oft in der Betonfestigkeitsklasse C20/25 oder C25/30 ausgeführt.
  • Plattenfundamente oder Sohlplatten werden eingesetzt, wenn Einzel- oder Streifenfundamente wegen hoher Baulasten nicht wirtschaftlich sind. Es kann auch bei geringen Lasten wirtschaftlicher sein eine Sohlplatte einzusetzen, da der Arbeitsaufwand unter Umständen geringer ist. Man führt dann die gesamte Bodenplatte als Gründungsplatte aus. Eine Gründungsplatte ist stets an der Ober- und Unterseite bewehrt. Seitlich steht sie oft über die Außenkante der (Keller-)wände vor. Vor dem Betonieren der Gründungsplatte wird auf dem Boden der Baugrube eine dünne Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und/oder eine feste PE-Folie eingebracht, damit die Bewehrung sich beim Betonieren nicht verschieben kann und der Beton sich nicht mit dem Baugrund vermischt. In letzter Zeit werden vor allem im Wohnhausbau vermehrt Gründungsplatten aus Stahlfaserbeton hergestellt. Der Vorteil ist die wesentlich einfachere Herstellung und auch der preisliche Vorteil gegenüber konventionellen Stahlbetonplatten.
  • Kellerwannen sind erforderlich, wenn drückendes Wasser ansteht, d. h. bei einem möglichen Anstieg des Wasserstandes über die Fundamentsohle, z. B. in der Nähe von Gewässern oder bei sehr hohem Grundwasserpegel oder Schichtenwasser. Je nach Ausführung unterscheidet man zwischen weißen Wannen und schwarzen Wannen. Weiße Wannen werden aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) hergestellt. Bei schwarzen Wannen wird eine konventionelle Gründung von außen mittels Bitumen oder Bitumenbahnen abgedichtet. Bei Kellerwannen muss das aufgehende Gebäude in allen Bauzuständen ein ausreichendes Gewicht haben, damit die Wanne nicht aufschwimmt oder es muss für eine rechtzeitige Flutung gesorgt werden. Das Fluten kann aber nur als Maßnahme im Notfall angesehen werden. Im Normalfall senkt man das Grundwasser soweit ab, dass in jedem Bauzustand eine ausreichende Auftriebssicherheit vorhanden ist. Ein prominentes Beispiel für einen Bauschaden, der auf Missachtung dieser Regel beruht, ist der Bonner Schürmann-Bau.
  • körperhafte Fundamente Die Lastverteilung bei dieser Fundamentart erfolgt durch Druck.
  • biegesteife Fundamente Die Lastverteilung bei dieser Fundamentart erfolgt durch Druck und Zug im Inneren des Fundamentes.

Tragverhalten von Gründungsplatten

Funktionsweise einer Stahlbetonbodenplatte.

Bauwerkslasten abtragende Bodenplatten werden im Regelfall in Stahlbeton hergestellt. Ohne den Einsatz von Betonstahl weisen Einzelfundamente einen Lastausbreitungswinkel von etwa 45 Grad auf. Um hohe Lasten in den Baugrund einzutragen, sind somit entsprechend große Fundamenthöhen notwendig, um die Grenzspannung des Bodens nicht zu überschreiten. Im Unterschied zu unbewehrten Fundamenten können bewehrte Bodenplatten auf Biegung beansprucht werden. Dadurch können Auflasten mit relativ dünnen Bauteildicken über große Flächen verteilt und somit die Spannungen auf den Boden reduziert werden. Die Bodenplatte wirkt dabei wie eine umgekehrte Decke und die statische Bewehrung wird im Feld auf der Oberseite angeordnet und unter den Lastangriffspunkten an der Unterseite. Moderne Industriebauten weisen wegen ihrer überwiegend aus Stützen bestehenden Tragstruktur hohe Einzellasten auf. Die Bewehrung unter den Stützen in der Bodenplatte ist deshalb oft sehr dicht und häufig wird Bewehrungsstahl in mehreren Lagen mit Durchmessern bis zu 30 mm eingesetzt. Überschreiten die Quer- und Durchstanzkräfte in Auflagernähe den Plattentragwiderstand, muss entweder eine entsprechende Bewehrung, meist vertikale Bügel, angeordnet oder die Plattendicke lokal erhöht werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird dabei überwiegend letzteres Mittel gewählt.

Eine wesentliche Vereinfachung des Gesamtsystems entsteht mit der Verwendung von Stahlfaserbeton, der auch die Lasten von Wänden und Säulen aufnehmen kann. Auch wasserdichte Anschlüsse sind mit dieser Bauart durchführbar, sofern keine unzulässige breite Risse auftreten.

Weitere Details

Unter der Bodenplatte wird in der Regel noch der Frostkoffer, eine kapillarbrechende Schicht, eingebaut. Von unten aufsteigende Feuchtigkeit kann somit nicht bis zur Bodenplatte vordringen.

In die Bodenplatte werden außerdem Fundamenterder eingebracht, die für die gesamte Elektroinstallation als Potentialausgleich dienen.

Thermo-Bodenplatten

Man kann unter die Fundamentplatte Dämmstoffplatten legen. Diese sind hochgradig druckfest und werden von der auf ihr lastenden Platte kaum kompromiert. Derzeit (2011) werden bis zu 20 cm dicke Platten verwendet. Wenn man dies tut, kann man auf einen Estrich im Keller verzichten. Estriche härten bis zu sechs Wochen aus; Betonplatten innerhalb einiger Tage. Fußbodenheizungen kann man auch im Beton verlegen; dazu braucht man nicht eigens eine Estrichschicht.[1]

Die senkrechten Außenflächen von Bodenplatten oder die von Kellern ("Keller-Außenwände") werden heute gemäß Energieeinsparverordnung mit einer Perimeterdämmung isoliert.

Siehe auch

Quellen

  1. www.deutscher-bauzeiger.de

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