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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bauwerksfundament mit zumindest
einem Gründungselement,
das einen im Erdboden vorzugsweise durch Einrammen verankerbaren
Holzpfahl sowie eine über das
obere Ende des Holzpfahls stülpbare
Lastabtragskappe umfasst, die Bauwerkslasten in den Holzpfahl einleitet
und vorzugsweise formschlüssige
Anschlussmittel zum Anschluss eines zu stützenden Bauwerkelements aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines
Bauwerkfundaments, bei dem zumindest ein Holzpfahl in einem Gewässerboden
verankert wird, so dass ein oberer Abschnitt des Holzpfahls über den
Wasserspiegel hervorragt, wobei der Holzpfahl an seinem oberen Ende
mit einer Lastabtragskappe versehen wird, so dass der Holzpfahl
bis unter den Wasserspiegel von der Lastabtragskappe umschlossen
ist.
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Es
ist seit Jahrhunderten bekannt, für Bauwerksgründungen
Holzpfähle
zu verwenden, die im Erdboden verankert werden und Gebäude- bzw. Bauwerkslasten
in den Erdboden abtragen. Ein prominentes Beispiel dieser besonders
in früheren
Epochen der Baugeschichte beliebten Form der Bauwerksgründung sind
die Pallazi Venedigs, die größtenteils
auf in den Erdboden der Lagune gerammten Holzpfählen stehen. Auch heute noch
werden im Wasserbau regelmäßig Holzpfähle zur
Bauwerksgründung
verwendet, beispielsweise für
Steg- und Pieranlagen. Bauwerksgründungen mit Holzpfählen finden
jedoch nicht nur im Wasserbau Verwendung, sondern auch im „trockenen" Erdbau, beispielsweise als
Gründungselemente
für Gartenhäuschen,
Holzterrassen, Balkonstützen
oder auch ganz allgemein im Landschaftsgartenbau.
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Um
die Gebäude-
bzw. Bauwerkslasten besser in die im Boden bzw. Grund verankerten
Holzpfähle
einleiten zu können,
können über die
oberen Enden der Holzpfähle
Lastabtragskappen gestülpt werden,
an denen dann die weiteren, abzustützenden Bauwerksteile angeschlossen
werden. Derartige Lastabtragskappen halten den Korpus des Holzpfahls
insbesondere quer zu dessen Faserrichtung zusammen und verhindern,
dass der Holzpfahl unter den beträchtlichen Gebäude- bzw.
Bauwerkslasten auseinanderspreißelt
oder in sonstiger Weise Schaden nimmt. Bekanntlich ist die Festigkeit
von Holz stark richtungsabhängig
und quer zur Faserlängsrichtung
beträchtlich
reduziert. Mit anderen Worten verbessern derartige Lastabtragskappen
die Fähigkeit
des Holzpfahls, die durch die vertikalen Bauwerkslasten induzierten
Schubspannungen quer zur Faserlängsrichtung
aufzufangen.
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Ein
Problem bei derartigen Bauwerksgründungen mit Holzpfählen ist
jedoch deren Fäulnisbeständigkeit.
Dabei ist zu beobachten, dass die Holzpfähle gerade immer im Feuchtewechselbereich
faulen, d.h. bei Verwendung im Wasserbau etwa im Bereich des Wasserspiegels,
wo der Holzpfahl beispielsweise durch Wellengang abwechselnd befeuchtet
und getrocknet wird, und bei Verwendung im „trockenen" Erdbau im Bereich der obersten Erdbodenschicht,
in der die Feuchtebedingungen zyklisch wechseln. Während die
auf Höhe
des Wasserspiegels oder der obersten Erdbodenschicht liegenden Holzpfahlabschnitte
rasch Fäulnisbefall
zeigen, halten die unter Wasser liegenden bzw. tief im Erdboden verankerten
Pfahlabschnitte ebenso wie die über dem
Erdboden bzw. über
dem Wasserspiegel und damit nur der Luft ausgesetzten Pfahlabschnitte über viele
Jahrzehnte hinweg.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein verbessertes Bauwerkfundament der eingangs genannten Art sowie
ein verbessertes Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, die
Nachteile des Standes der Technik vermeiden und letzteren in vorteilhafter
Weise weiterbilden. Insbesondere soll der als Gründungselement verwendete Holzpfahl
besser gegen Fäulnis
geschützt
werden und gleichzeitig auch hohe Bauwerkslasten zuverlässig abfangen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Bauwerksfundament gemäß Anspruch
1 sowie in verfahrenstechnischer Hinsicht durch Verfahren gemäß den Ansprüchen 19
und 20 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es
wird also vorgeschlagen, die Lastabtragskappe gleichzeitig als Fäulnisschutz
zu verwenden und hierzu dergestalt auszubilden, dass sie einen Feuchtewechsel
am Holzpfahl verhindert. Erfindungsgemäß bildet die Lastabtragskappe
eine zumindest fluiddichte, vorzugsweise auch gasdichte, Pfahlschutzhülse, die
den Holzpfahl von seinem oberen Ende her bis in einen Feuchtewechselbereich
hinunter fluiddicht umschließt.
Je nach Einbausituation wird der Holzpfahl durch die Lastabtragskappe gleichmäßig feucht
oder gleichmäßig trocken
gehalten. Durch die Doppelfunktion der Lastabtragskappe, die einerseits
die Bauwerkslasten in den Holzpfahl einleitet und andererseits eine
Feuchtewechselsperre bildet, kann trotz des zusätzlichen Fäulnisschutzes der Aufbau des
Gründungselements
insgesamt einfach gehalten werden. insbesondere kann auf separate,
zusätzliche
Fäulnisschutzmaßnahmen,
wie beispielsweise separate Dachpappenumwicklungen etc., verzichtet
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann das Bauwerksfundament vorteilhafterweise
im Wasserbau Verwendung finden. Hierbei steht der Holzpfahl im Wasser
und/oder Grundwasser, so dass ein Teil des Holzpfahls im Gewässerboden
bzw. -grund verankert ist, ein zweiter Teil des Holzpfahles unter
Wasser liegt und ein dritter Teil des Holzpfahles sich über Wasser
erstreckt. Um den Feuchtewechsel im Bereich des Wasserspiegels und/oder
Grundwasserspiegels, also dem Übergangsbereich
zwischen dem vorgenannten zweiten und dritten Teil des Holzpfahls,
zu verhindern, ist nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung die Lastabtragskappe,
die über
das obere Ende des Holzpfahls gestülpt ist, bis unter den Wasserspiegel
gezogen, wobei ein Lastabtragskappeninnenraum, in dem der Holzpfahl
aufgenommen ist, mit Flüssigkeit
bis über
den Wasserspiegel hinaus, vorzugsweise im wesentlichen vollständig bis
zum oberen Ende des Holzpfahls befüllt ist. Es wird also zum Fäulnisschutz
die auf den ersten Blick überraschend
erscheinende Maßnahme
ergriffen, den Holzpfahl nicht möglichst
trocken, sondern möglichst
feucht zu halten. Durch den bis zum oberen Holzpfahlende mit Wasser
befüllten
Lastabtragskappeninnenraum steht der Holzpfahl über den Wasserspiegel hinaus
auch mit seinem vorgenannten dritten Teil vollständig im Wasser, so dass der
Holzpfahl gleichmäßig feucht
gehalten wird. Die Lastabtragskappe hält sozusagen in sich eine Flüssigkeitssäule über den
Wasserspiegel des Gewässers
hinaus, in der der Holzpfahl steht, was nach Art eines umgestülpten Wasserglases
erfolgt, das ebenfalls durch den entstehenden Unterdruck Wasser
halten kann. In verfahrenstechnischer Hinsicht kann eine derartige Ausbildung
der Feuchtewechselsperre eines im Wasser stehenden Holzpfahles vorteilhafterweise
dadurch hergestellt werden, dass der Lastabtragskappeninnenraum
bis zum oberen Holzpfahlende mittels einer zunächst geöffneten Befüll- und/oder Entlüftungsöffnung mit
Flüssigkeit
befüllt
wird und sodann die über
dem Wasserspiegel liegende Befüll- und/oder
Entlüftungsöffnung in
der Lastabtragskappe fluid- und gasdicht verschlossen wird, so dass
in dem Lastabtragskappeninnenraum eine über den Wasserspiegel reichende
Flüssigkeitssäule gehalten wird.
Die Lastabtragskappe kann dabei grundsätzlich vor oder nach der Verankerung
des Holzpfahls im Gewässergrund über den
Holzpfahl gestülpt
werden, wobei es vorteilhaft sein kann, zunächst den Holzpfahl ohne Lastabtragskappe
im Gewässergrund
zu verankern, sodann den Holzpfahl auf die gewünschte Länge abzuschneiden und schließlich die
Lastabtragskappe von oben her über
das obere Ende des Holzpfahles zu stülpen. Sodann wird in der vorgenannten
Weise der Lastkappeninnenraum mit Flüssigkeit befüllt.
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Vorteilhafterweise
kann die Lastabtragskappe im Bereich des oberen Endes des Holzpfahles, insbesondere
im Bereich der oberen Stirnseite der Lastabtragskappe, eine fluid-
und gasdicht verschließbare
Befüllöffnung aufweisen, über die
die Flüs sigkeit,
insbesondere Wasser, in die Lastabtragskappe bzw. deren den Holzpfahl
aufnehmenden Innenraum gefüllt
werden kann.
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Sogar
ist es möglich,
dass die dem Holz eigene Kapillarität quasi von selbst das Wasser
in die Höhe
zieht, solange gewährleistet
ist, dass die Luft nach oben entweichen kann (Ventil).
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Lastabtragskappe im Bereich ihres oberen En- des auch eine
fluid- und gasdicht verschließbare
Entlüftungsöffnung aufweisen,
so dass die vor dem Befüllen
in dem Lastabtragskappeninnenraum befindliche Luft besser verdrängt werden
kann. Dies würde
es beispielsweise auch ermöglichen,
den Lastabtragskappeninnenraum von unten her mit Wasser zu befüllen, indem
beispielsweise über
eine am unteren Ende vorgesehene Befüllöffnung Wasser zwischen den Holzpfahl
und die Lastabtragskappe gedrückt
wird.
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Die
Befüllöffnung und/oder
die Entlüftungsöffnung können grundsätzlich durch
verschiedene, vorzugsweise lösbare,
mehrfach verschließbare
Verschlussmittel verschlossen werden, beispielsweise könnten sie
nach dem Befüllvorgang
zugeschweißt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Befüllöffnung und/oder
die Entlüftungsöffnung auch
in Form eines Gewindelochs ausgebildet und von einem Schraubbolzen
ggf. mit einer geeigneten Dichtung verschlossen Werden. Alternativ
oder zusätzlich
konnte insbesondere auch die Entlüftungsöffnung durch ein Entlüftungsventil,
vorzugsweise ein nach Art eines Rückschlagventils arbeitendes
Ventil, gebildet sein, das Luft aus dem Lastabtragskappeninnenraum
entweichen, jedoch keine Luft in den Lastabtragskappeninnenraum
eintreten lässt.
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In
Weiterbildung der Erfindung endet bei einem im Wasserbau verwendeten
Holzpfahl die Lastabtragskappe oberhalb des Gewässerbodens, in dem der Holzpfahl
verankert ist, so dass sichergestellt ist, dass der oben genannte
zweite Teil des Holzpfahles vom Wasser umspült ist, so dass insgesamt der
gesamte Pfahl gleichmäßig feucht
gehalten wird und überdies
auch die günstigen
Verankerungseigen schaften eines Holzpfahls im Boden vollständig ausgenützt werden
können.
Insbesondere kann sich der Holzpfahl durch seine Holzoberfläche – besser als
ein Beton- oder Stahlpfahl – sozusagen
im Gewässergrund
festsaugen.
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Der
Einsatz des Bauwerkfundaments nach der vorliegenden Erfindung ist
jedoch nicht auf den Wasserbau beschränkt, sondern kann auch in vorteilhafter
Weise im „trockenen" Erdbau Verwendung
finden. Hierbei ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass
sich die Lastabtragskappe in den Erdboden hinein über dessen
Feuchtewechselbereich hinaus erstreckt, so dass der aus dem Erdboden
herausragende Teil des Holzpfahles sowie der in der oberen, dem
Feuchtewechsel ausgesetzten Erdschicht steckende Abschnitt des Holzpfahls
von der Lastabtragskappe fluiddicht umschlossen sind. Insbesondere
kann die Lastabtragskappe sich bis etwa zur Frosttiefengrenze des
Erdbodens in diesen hinein erstrecken, so dass der Abschnitt des
Holzpfahles im Übergangsbereich
zwischen Erdboden und Luft sowie der obersten Erdschicht, die dem
Feuchtewechsel ausgesetzt ist, gleichmäßig trocken gehalten und vor
dem Feuchtewechsel der obersten Erdschicht bewahrt ist. Je nach
Bodenbeschaffenheit kann die Umhüllungstiefe
der Lastabtragskappe unterschiedlich gewählt werden. Vorzugsweise wird
sie sich mindestens 20 cm, weiter vorzugsweise 50 cm oder mehr,
in den Erdboden hinein erstrecken, so dass kein Feuchtewechsel am
Holzpfahl entstehen kann. Der tiefer in den Erdboden hinein reichende Abschnitt
des Holzpfahles kann indes frei bleiben, d.h. nicht von der Lastabtragskappe
umschlossen sein, da in den genannten tieferen Bodenschichten kein
relevanter Feuchtewechsel auftritt, der die zu verhindernde Fäulnis des
Pfahls bewirken würde.
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Um
den Holzpfahl hermetisch zu umschließen, ist es grundsätzlich möglich, zwischen
der Lastabtragskappe und dem Holzpfahl eine vorzugsweise drucknachgiebige
und sich anpassende Pufferschicht vorzusehen, die einen festen Sitz
der Lastabtragskappe auf dem an seiner Oberfläche bisweilen unregelmäßigen Holzpfahl
sicherstellt. In Weiterbildung der Erfindung jedoch sitzt die Lastabtragskappe
frei von Zwischenschichten unmittelbar auf dem Holzpfahl, so dass
die eine vor zugsweise fluid- und gasdichte Pfahlschutzhülse bildende
Lastabtragskappe den Holzpfahl hermetisch umschließt.
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Insbesondere
kann die Lastabtragskappe mit einer Presspassung auf dem Holzpfahl
sitzen. Letztere kann vorteilhafterweise durch ein Vortrocknen des
Holzpfahls hergestellt werden. Wird der Holzpfahl ausreichend weit
heruntergetrocknet, zieht er sich auf einen Durchmesser zusammen,
mit dem er leicht in die Lastabtragskappe eingesteckt werden kann.
Nimmt die Feuchte wieder zu, dehnt sich der Holzpfahl wieder aus
und die Lastabtragskappe sitzt mit einem strengen Presssitz auf
dem Holzpfahl.
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In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besitzt der Holzpfahl
Abschnitte mit unterschiedlicher Zelldichte. Insbesondere ist dabei
durch den dauerhaft stark erhöhten
Druck, den die umschließende Hülse auf
das sich ausdehnende Holz ausübt,
vorgesehen, dass der Holzpfahl in seinem im Feuchtewechselbereich
angeordneten Abschnitt eine dauerhaft verdichtete Holstruktur besitzt,
während
er in seinem unter dem Feuchtewechselbereich befindlichen Abschnitt
eine unverdichtete Holzstruktur aufweisen kann. Hierdurch erhält der Holzpfahl
gerade in dem empfindlichen Feuchtewechselbereich eine erhöhte Festigkeit,
erhöhte
Steifigkeit und/oder eine erhöhte Fäulnisbeständigkeit,
während
der tiefer liegende Holzpfahlabschnitt durch den unverdichteten
Bereich seine Eigenelastizität
behalten kann. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der gesamte
Holzpfahl, also auch der unterhalb des Feuchtewechselbereichs liegende
Abschnitt, durch eine Vorbehandlung eine solche verdichtete, dauerhafte
Strukturveränderung
gegenüber
seiner natürlichen
Holzstruktur erhält.
Durch eine Strukturverdichtung sozusagen nach Art einer Versteinerung,
die Einschlüsse
im Holz reduziert und die Faserdichte erhöht sowie das volumenspezifische
Gewicht erhöht,
wird die Dauerfestigkeit des Holzpfahls beträchtlich verbessert.
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Eine
solche dauerhafte Holzstrukturveränderung kann grundsätzlich durch
verschiedene Vorbehandlungen erhalten werden, insbesondere durch ein
gleichmäßiges radiales
Pressen des Holzpfahls quer zu seiner Faserrichtung mit ausreichend hohen Querdrücken. Gemäß einem
vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann diese Holzstrukturveränderung
dadurch erhalten werden, dass der Holzpfahl vor dem Überstülpen der
Lastabtragskappe vorgetrocknet wird, wobei der Feuchtegehalt des
Holzpfahles soweit abgesenkt wird, daß der Außendurchmesser des Holzpfahls
unter den Innendurchmesser der Lastabtragskappe reduziert wird,
und der Feuchtegehalt des Holzpfahls nach dem Überstülpen der Lastabtragskappe wieder
derart erhöht
wird, daß der Holzpfahl
durch die mit der Feuchtegehaltserhöhung einhergehenden Durchmesservergrößerung und
die daraus folgende Einschnürung
durch die Lastabtragskappe eine dauerhafte Holzstrukturveränderung erfährt. Vorteilhafterweise
wird dabei der Feuchtegehalt durch die Vortrocknung soweit abgesenkt,
daß der
Holzpfahl eine Durchmesserverjüngung – im Vergleich
zu seinem Durchmesser bei „normalem" Feuchtegehalt, der
sich bei Lagerung in Umgebungsbedingungen, insbesondere bei Lagerung
in der später
vorgesehenen Einbausituation einstellt – um zumindest 5%, vorzugsweise
10% oder mehr erfährt. Bei üblichen
Holzpfahldurchmessern in Bauwerkfundamenten kann die Durchmesserverjüngung durch die
Vortrocknung im Zentimeterbereich, insbesondere im Bereich von 0,5
bis 5 Zentimeter, vorzugsweise 1 bis 3 Zentimeter liegen. Um eine
ausreichend hohe Einschnürung
und damit Pressung des Holzpfahls bei seiner Wiederbefeuchtung zu
erreichen, wird vorteilhafterweise der Durchmesser der Lastabtragskappe
so gewählt,
daß der
Lastabtragskappeninnendurchmesser im wesentlichen dem Holzpfahlaußendurchmesser
in dessen vorgetrockneten Zustand entspricht bzw. maximal eine ganz
leichte Spielpassung im Millimeter- oder Millimeterbruchteilsbereich vorgesehen
wird, die ein leichtgängiges Überstülpen der
Lastabtragskappe sicherstellt. Um eine ausreichende Durchmesserreduzierung
zu erreichen, kann in dem Vortrocknungsprozeß der Feuchtegehalt des Holzes
auf weniger als 15%, insbesondere auch weniger als 10% abgesenkt
werden. Das Schwinden des Holzes infolge Trocknung beträgt quer
zur Faser in Radialrichtung 3 bis 6%, in Tangentialrichtung 6 bis 12%.
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Die
genannte, vorteilhafte Holzstrukturveränderung kann alternativ oder
zusätzlich
auch durch weitere ggf. unterstützend
eingesetzte Pressungsmaßnahmen
erzielt werden. Beispielsweise kann die Lastabtragskappe erhitzt
und nach dem Überstül pen wieder
abgekühlt
werden, um den Holzpfahl quer zu seiner Faserlängsrichtung zu pressen.
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Um
eine tatsächlich
hermetische Feuchtesperre zu bilden, ist der Korpus der Lastabtragskappe
in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung perforationsfrei ausgebildet.
Dabei ist in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung die Lastabtragskappe zumindest
bis in den und oberhalb des Feuchtewechselbereichs vollständig perforationsfrei
ausgebildet. Ggf. könnten
in einem unterhalb des Feuchtewechselbereichs liegenden Abschnitt
der Lastabtragskappe Perforationen vorgesehen sein, also dort, wo
sie nicht mehr schädlich
sind. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Lastabtragskappe
jedoch gänzlich
perforationsfrei ausgebildet.
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Die
Anschlussmittel der Lastabtragskappe können grundsätzlich verschieden ausgebildet
sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung können die
Anschlussmittel formschlüssig
wirken und insbesondere zumindest ein Verschraubungselement aufweisen,
an das das abzustützende
Bauteil angeschraubt werden kann. In vorteilhafter Weise kann an
dem Korpus der Lastabtragskappe eine vorzugsweise zentral angeordnete
Schraubhülse
vorgesehen sein, in die eine Gewindestange einschraubbar ist, an
der wiederum das abzustützende
Tragwerksteil befestigt wird. Jede Art von bekannter Stützfuß-Technik
ist für
den Anschluss denkbar. Rein formschlüssiger Anschluss, etwa bei
Terrassenbelägen,
ist auch möglich
und nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten je nach Ausführung und
Statik ausreichend.
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Um
die hermetische Wirkung der Feuchtesperre nicht zu gefährden, sind
die Anschlussmittel in Weiterbildung der Erfindung vorteilhafterweise
allein an der Außenseite
des Korpus der Lastabtragskappe befestigt, insbesondere sind keine
durch die Wandung der Lastabtragskappe hindurch tretenden Befestigungsmittel
wie Nieten, Schraubbolzen, etc. vorgesehen, so dass die von der
Lastabtragskappe gebildete Schutzhülle völlig unversehrt ist. In Weiterbildung
der Erfindung können
die Anschlussmittel an der Außenseite
der Lastabtragskappe angeschweißt und/oder
angeklebt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Lastabtragskappe
auch integral einstückig angeformte
Lastaufnahmeabschnitte besitzen, an der das abzustützende Tragwerksteil
mittels geeigneter Befestigungsmittel fixiert werden kann. Eine schellenartige
Umschließung
des Korpus ist auch möglich
(Klemm-Prinzip).
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Die
Anschlussmittel können
grundsätzlich
an verschiedener Stelle angeordnet sein und an die Einbausituation
des Bauwerkfundaments sowie die anzuschließenden Tragwerksteile angepasst
sein. Beispielsweise können
mantelflächenseitig
angeordnete Anschlussmittel vorgesehen sein. Bevorzugt ist jedoch
zumindest ein Anschlussmittel auf der Oberseite bzw. Stirnseite
der Lastabtragskappe vorgesehen, wodurch ein günstiger Lastabtrag erreicht
werden kann. Insbesondere kann nach einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung ein Verschraubungselement im wesentlichen koaxial zu der
Längsachse
der Lastabtragskappe angeordnet sein.
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Die
Lastabtragskappe kann grundsätzlich aus
verschiedenen Materialien bestehen. In bevorzugter Weiterbildung
der Erfindung kann die Lastabtragskappe aus Stahl, vorzugsweise
Edelstahl, bestehen und einstückig
ausgebildet sein.
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Um
eine feste, gleichmäßige Umschließung des
Holzpfahles bzw. Passung zwischen der Lastabtragskappe und dem Holzpfahl
zu erreichen, können sowohl
der Holzpfahl als auch die Lastabtragskappe eine im wesentlichen
kreiszylindrische Gestalt besitzen. Grundsätzlich wären zwar auch andere Zylinderformen
mit beispielsweise elliptischen oder Polygonzugquerschnitten möglich, bevorzugt
ist jedoch eine kreiszylindrische Gestalt, die die mantelflächenseitig
durch die Presspassung eingeleiteten Kräfte gleichmäßig verteilt und ein gleichmäßiges, festes Umschließen des
Holzpfahls gewährleistet.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele
und zugehöriger
Zeichnungen näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines in einer Wasserbauanwendung
verwendeten Gründungselements
eines Bauwerkfundaments in Form eines im Wasser stehenden, im Gewässergrund
verankerten Holzpfahles und einer über das obere Ende des Holzpfahles
gestülpten
Lastabtragskappe nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, und
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2:
eine schematische Darstellung eines Gründungselements eines Bauwerkfundaments
in Form eines im Erdboden verankerten Holzpfahls und einer den oberen
Teil des Holzpfahles umschließenden
Lastabtragskappe nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
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Das
in 1 dargestellte Wasserbaufundament umfasst als
Gründungselement 1 einen
Holzpfahl 2, der im Wasser 4 stehend angeordnet
ist und mit seinem unteren Ende in den Gewässergrund eingerammt sein kann,
jedoch ggf. auch einbetoniert oder in sonstiger Weise verankert
sein kann. Wie 1 zeigt, ragt der Holzpfahl 3 mit
seinem oberen Ende über
den Wasserspiegel 5 aus dem Wasser 4 heraus. Über das
genannte obere Ende 6 des Holzpfahls 3 ist eine
hülsenförmige, am
oberen Ende verschlossene Lastabtragskappe 2 gestülpt, die
mit ihrem stirnseitigen Korpusabschnitt auf dem oberen Ende des
Holzpfahls 3 aufsitzt und mit ihrem mantelflächigen Korpusabschnitt 7 die
Umfangsseite des Holzpfahls 3 umschließt.
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Wie 1 zeigt,
ist die Lastabtragskappe 2 bis unter den Wasserspiegel 5 heruntergezogen,
und zwar vorteilhafterweise so weit, dass unter Berücksichtigung
des möglichen
Wellengangs, möglicher Gezeitenschwankungen
oder auch anderer Wasserspiegelhebungen und -senkungen die Lastabtragskappe 2 mit
unteren Ende ihres mantelflächigen
Korpusabschnitts 7 stets in das Wasser 4 eintaucht.
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Der
Lastabtragskappeninnenraum 9, in dem der Holzpfahl 3 steckt,
ist vorteilhafterweise mit Wasser befüllt, so dass in der Lastabtragskappe 2 sozusagen
eine stehende Wassersäule
gehalten ist, die sich über
den Wasserspiegel 5 hinaus erstreckt und bis zum oberen
Ende des Holzpfahls 3 reicht, so dass letzterer vollständig feucht
gehalten ist. In dem von der Lastabtragskappe 2 nicht ummantelten
Bereich 10 wird der Holzpfahl 3 vom Wasser 4 umspült. Der in
der Lastabtragskappe 2 aufgenommene Abschnitt des Holzpfahles 3 wird
von der darin gehaltenen Wassersäule
befeuchtet. Die Wassersäule
ist dabei selbstverständlich
nicht wirklich eine vollständige Wassersäule, vielmehr
werden lediglich die an der Außenumfangsfläche des
Holzpfahles 3 oftmals vorhandenen Risse und Spalten sowie
mögliche
Zwischenräume
voller Wasser gehalten, welches nicht abfließen kann, da die Lastabtragskappe 2 eine
fluiddichte und gasdichte Pfahlschutzhülse bildet, die nach Art eines
umgestürzten
Wasserglases Wasser halten kann.
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Im
Bereich der Stirnseite 8 der Lastabtragskappe 2 besitzt
letztere eine Befüllöffnung 11 sowie eine
Entlüftungsöffnung 12 (vgl. 1),
die beide fluid- und gasdicht verschlossen werden können. Über diese
beiden Öffnungen 11 und 12 kann
der Lastabtragskappeninnenraum 9 mit Wasser befüllt werden, insbesondere
nachdem der Holzpfahl 3 im Gewässergrund verankert ist. Bei
zunächst
geöffneten
Befüll-
und Entlüftungsöffnungen 11 und 12 wird über die
Befüllöffnung 11 Wasser
von oben her in die Lastabtragskappe 2 eingefüllt, wobei
sodann nach vollständigem
Befüllen
die beiden Öffnungen 11 und 12 flüssigkeits-
und gasdicht verschlossen werden.
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Das
von dem Holzpfahl 3 und der Lastabtragskappe 2 gebildete
Gründungselement 1 kann
in der in 1 gezeichneten Ausführung beispielsweise
ein Bootshaus tragen. Ein Tragwerkselement 13 des zu stützenden
Bauwerks sitzt dabei vorteilhafterweise stirnseitig auf dem oberen
Ende der Lastabtragskappe 2, die zur festen Verbindung
Anschlussmittel 14 aufweist, die in der gezeichneten Ausführung nach 1 aus
einer Hülsenmutter 15,
der an der Stirnseite 8 der Lastabtragskappe festgeschweißt ist,
sowie einer in die Hülsenmutter 15 eingeschraubten
Gewindestange bestehen. An der besagten Gewindestange 16 ist
das Tragwerkselement 13, beispielsweise ein Bootshausbalken,
formschlüssig
befestigt.
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Bei
der in 2 gezeigten Ausführung wird das Gründungselement 1 ebenfalls
von dem Holzpfahl 3 und der Lastabtragskappe 2 gebildet,
jedoch im Unterschied zu 2 nicht im Wasserbau, sondern
im „trockenen" Erdbau eingesetzt.
Das Gründungselement 1 in 2 kann
beispielsweise ein Gartenhäuschen
oder eine Holzterrasse tragen. Im Gegensatz zur 1 steht
der Holzpfahl 3 bei der Ausführung nach 2 nicht
im Wasser, sondern ist im Erdboden 17 verankert, wobei der
Holzpfahl 3 vorteilhafterweise bis zumindest zur Frosttiefengrenze des
Erdbodens 17 in diesem verankert ist.
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Die
Lastabtragskappe 2 ist bei der Ausführung nach 2 bis
in den Erdboden 17 heruntergezogen, wobei sie den Holzpfahl 3 vorteilhafterweise bis über den
Feuchtewechselbereich 18 an der oberen Erdbodenschicht
hermetisch umschließt.
Je nach Erdbodenbeschaffenheit reicht die Lastabtragskappe 2 zumindest
20 cm tief in den Erdboden hinein, vorzugsweise mehr als 50 cm.
In jedem Fall ist die Umschließungstiefe
der Lastabtragskappe 2 soweit in den Erdboden 17 hineingezogen,
dass der Holzpfahl 3 keinem Feuchtewechsel in den einen
solchen Feuchtewechsel zeigenden oberen Erdbodenschichten ausgesetzt
ist.
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Wie
bei 1 ist auch die Lastabtragskappe der Ausführung nach 2 als
flüssigkeits-
und gasdichte Pfahlschutzhülse
ausgebildet, die den Holzpfahl 3 hermetisch umschließt. Insbesondere
kann die Lastabtragskappe 2 mit einem Presssitz auf dem Holzpfahl 3 sitzen,
zu dessen Herstellung der Holzpfahl 3 vorteilhafterweise
zunächst
in einem Vortrocknungsschritt soweit heruntergetrocknet wird, dass
er sich ausreichend zusammenzieht und in die Lastabtragskappe 2 passt.
Durch den Wiederanstieg des Feuchtegehalts des Holzpfahles 3 bis
auf dessen „normalen" Wert dehnt sich
der Holzpfahl 3 wieder aus, so dass er fest mit einem Presssitz
in der Lastabtragskappe 2 sitzt.
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Ähnlich der 1,
auf deren Beschreibung insoweit verwiesen wird, ist ein Tragwerkselement 13 des
abzustützenden
Bauwerks über
eine stirnseitig angeordnete, zentral positionierte Hülsenmutter 15 und
eine darin eingeschraubte Gewindestange 16 an dem Gründungselement 1 befestigt.