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Tragfähigkeit erhöht

Aufstockung eines Geschäftshauses in Rosenheim
Tragfähigkeit erhöht

Im Rahmen einer Aufstockung eines Schuhhauses in Rosenheim war der Boden unter den Streifenfundamenten für die Lasterhöhungen zu verstärken. Mit einer bewährten Injektionsmethode wurde der Baugrund für eine Bodenverbesserung verdichtet.

Beim Umbau oder bei der Umnutzung bestehender Gebäude gehört die Prüfung der Gründungssituation zu den ersten Untersuchungen. Infolge von Lasterhöhungen, wie dies häufig bei Aufstockungen der Fall ist, wird in der Regel eine Unterfangung oder Bodenverbesserung unter den Fundamenten notwendig. Dabei sind Eingriffe in die bestehende Konstruktion/Bausubstanz behutsam durchzuführen und nach Möglichkeit auf ein Minimum zu beschränken. In besonderem Maße gilt dies für Gewerbeobjekte mit Kundenverkehr, z. B. bei Verkaufs-/Ausstellungsräumen, da hier eine Unterbrechung des Betriebes bzw. laufende Baumaßnahmen während der Öffnungszeit direkten Einfluss auf den Umsatz haben können.

Laut Planung war beim Schuhhaus in Rosenheim von Lasterhöhungen um den Faktor 4 auszugehen, das heißt die max. Bodenpressung war in diesem Fall auf bis zu 270 kN/m² zu erhöhen. Entsprechend dem geotechnische Bericht waren die zulässigen Bodenpressungen mit ca. 64 kN/m² für die Streifenfundamente (30 cm breit, 50 cm tief) bei weitem überschritten. Die Gründung war nicht frostsicher und entsprach nicht dem Stand der Technik und den Anforderungen nach DIN, weshalb das Gebäude aus dem 19. Jahrhundert schon seit vielen Jahren starke Rissbildungen aufwies. Die Fundamente sind aus unbewehrtem Stampfbeton und gründen auf überwiegend locker gelagerten, stark sandigen Feinkiesen einer Auffüllung, unterlagert von einer geringmächtigen weichen Auelehmlage, ehe ab Tiefen von ca. 1,7 bis 2,6 m unter GOK gut tragfähige, mindestens mitteldicht gelagerte Innsande folgen.
Wirtschaftlichkeitsfaktor
Mit der Aufstockung wurde das Architekturbüro Harmonie-Haus in Rosenheim beauftragt. Dipl.-Ing. (FH) Ingo Stofft hatte nach Vorliegen des Bodengutachtens zu klären, wie die Tragfähigkeitserhöhung der Fundamente am wirtschaftlichsten zu erreichen sei. Zunächst erwog er den Einsatz einer klassischen Unterfangung über Mikropfähle. Dieser Ansatz wurde jedoch aus Kostengründen und den damit verbundenen umfangreichen baulichen und betrieblichen Eingriffen innerhalb der Verkaufsräume des Schuhhauses schon bald wieder verworfen. Außerdem sollte die Bauzeit auf ein Minimum reduziert werden um baubedingte Umsatzeinbußen zu reduzieren.
Da grundsätzlich bei einer klassischen Unterfangung infolge Kräfteumlagerungen die Gefahr weiterer Rissbildungen zu befürchten ist, musste ein sanfteres Verfahren gefunden werden, das mit einem möglichst geringen Eingriff in die Bausubstanz verbunden ist. Da die Gewerbeimmobilie zudem an der Hauptstraße liegt, sollten die Arbeiten ohne größere Beeinträchtigung und Zerstörung des Umfeldes vorgenommen werden.
Sanfte Methode
Schließlich entschieden sich Planer und Auftraggeber für die DeepInjection-Methode von Uretek. Mit dieser weltweit eingesetzten Injektionsmethode wird der Baugrund unter den Streifenfundamenten verstärkt bzw. verdichtet, um eine Bodenverbesserung zu bewirken. Eventuell vorhandene Hohlräume im Baugrund können zugleich aufgefüllt werden, um den durchgehenden Kraftschluss zwischen Fundamentsohle und Baugrund wieder herzustellen. Eine Rückstellung der bereits aufgetretenen Setzungen ist nicht vorgesehen, jedoch werden die Fundamente im Rahmen der Bodenverbesserung um durchschnittlich 1 bis 2 mm bauwerksverträglich angehoben.
Von außen bzw. teilweise von innen wurden im Abstand von ca. 60 bis 80 cm Bohrlöcher mit 16 mm Durchmesser gesetzt. In diese Bohrlöcher wurden Injektionslanzen bis ca. 2 m, vereinzelt auch 2,60 m unter GOK/FF geführt. Durch die Lanzen wurde das Zweikomponenten-Expansionsharz unter kontrolliertem Druck in den Baugrund gepresst. Dank der Volumenvergrößerung der Harze (Polymerisation) und die dabei entstehende Expansionskraft (bis 500 kN/m², in Abhängigkeit vom Widerstand der Umgebung und der Baukonstruktion) wurde der Untergrund örtlich aufgesprengt.
Die Expansion der Harze erfolgte in Richtung des geringsten Widerstandes und damit genau dort hin, wo die Verstärkung notwendig war. Dabei bildeten sich vertikale, fein verästelte Harzlamellen aus, die zunächst eine horizontale Verspannung im Baugrund bewirken. Mit weiterer Verdichtung des Baugrundes wuchsen die Horizontalspannungen im Boden bis auf das Maß der vertikalen Auflast an. Dabei kam es lokal begrenzt zur messbaren Hebungstendenz von 1 bis 2 mm.
Wegen der extrem kurzen Reaktionszeit der Harze und der millimetergenauen Überwachung durch Nivellierlaser konnte der ganze Prozess genau kontrolliert und gesteuert werden. Der am Bauteil befestigte Laserempfänger registrierte jede Ausweichbewegung von Baukonstruktion und Umgebung und brachte damit den Nachweis für den Zuwachs der Untergrundtragfähigkeit.
Der Leistungsumfang von 40 lfm Fundamenten erforderte nur knapp drei Arbeitstage. Dabei konnte das Ladenlokal während der Arbeiten geöffnet bleiben. Das Verfahren ist eine praxisbewährte, zuverlässige Alternative zu den konventionellen Sanierungsverfahren, bei denen in der Regel die Umgebung stark gestört wird. Die Baustelleneinrichtung ist ohne großen Zeitaufwand möglich, da sich die gesamte Ausrüstung inkl. Stromaggregat und Injektionspumpen und -schläuchen auf dem Einsatz-LKW befindet.
Unabhängige Prüfinstitute bescheinigen den Expansionsharzen:
  • langfristige Stabilität und Beständigkeit
  • hohe Elastizität und Druckfestigkeit
  • hohe Umweltverträglichkeit (Einsatz selbst in Wasserschutzgebieten)
  • beste chemische, mechanische und ökologische Eigenschaften.
Architekturbüro: Harmoniehaus, Dipl.-Ing. (FH) Ingo Stofft, Rosenheim
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