DE9309087U1 - Seamless floor for a building with pile foundations - Google Patents
Seamless floor for a building with pile foundationsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen fugenlosen Boden für ein Gebäude mit Pfahlgründungen.The invention relates to a seamless floor for a building with pile foundations.
Ein solcher fugenloser Boden wird im allgemeinen direkt vor Ort durch Betonieren einer Bodenplatte über die Pfahlköpfe hinweg auf dem Baugrund hergestellt.Such a seamless floor is generally created directly on site by concreting a base plate over the pile heads on the subsoil.
Pfahlgründungen sind in der Regel dann notwendig, wenn sich unter der Unterkante der geplanten Bodenplatte keine tragfähigen Baugrundschichten befinden. Denn sollen Pfahlgründungen in diesen Fällen vermieden werden, muß entweder die Bodenplatte bis auf tragfähige Baugrundschichten tiefergelegt werden, was einen unter Umständen unvertretbaren Aufwand verursacht, oder der nicht ausreichend tragfähige Baugrund unter der geplanten Unterkante der Bodenplatte muß bis hinunter zu den tragfähigen Baugrundschichten abgetragen und durch einen tragfähigen Baugrund ersetzt werden; in beiden Fällen müssen große Erdmengen bewegt werden, wobei eventuell noch zusätzlicher Aufwand getrieben werden muß, um das Grundwasser bis zu den tragfähigen Schichten abzusenken.Pile foundations are usually necessary when there are no load-bearing subsoil layers under the lower edge of the planned base plate. If pile foundations are to be avoided in these cases, either the base plate must be lowered to load-bearing subsoil layers, which may involve unreasonable expense, or the insufficiently load-bearing subsoil under the planned lower edge of the base plate must be removed down to the load-bearing subsoil layers and replaced with load-bearing subsoil; in both cases, large amounts of earth must be moved, and additional expense may be required to lower the groundwater to the load-bearing layers.
Das Kombinieren eines fugenlosen Bodens mit Pfahlgründungen macht bisher jedoch erhebliche Schwierigkeiten: Die Wand- und Stützenlasten des fertigen Gebäudes werden über die Pfähle in die tragfähigen, tieferen Baugrundschichten abgetragen. Bis die Mantelreibung den Pfählen genügend Halt gibt, um die volle Gewichtskraft des Gebäudes aufzunehmen, setzen sich die Pfähle in der Regel um wenige Zentimeter. Da nun die Bodenplatte vor Errichten des Gebäudes fugenlos über die Pfahlköpfe hinweg hergestellt wurde, ist sie entweder mit den Pfahlköfpen verbunden, oder zwischen den Pfählen und den lasttragenden Teilen des GebäudesCombining a seamless floor with pile foundations has, however, caused considerable difficulties so far: the wall and column loads of the finished building are transferred via the piles into the load-bearing, deeper subsoil layers. Until the skin friction gives the piles enough support to take the full weight of the building, the piles usually settle by a few centimeters. Since the floor slab was made seamlessly over the pile heads before the building was erected, it is either connected to the pile heads or between the piles and the load-bearing parts of the building
eingeklemmt, sodaß die Bodenplatte in den Pfahlkopfbereichen um die Setzungsstrecke mit nach unten gezogen wird. Ist jedoch der Baugrund in der Gründungssohle begrenzt belastbar, erfährt die mit nach unten gezogene Bodenplatte durch den Baugrund einen Widerstand, wodurch die Bodenplatte gezwängt und verformt wird. Die resultierenden Biegemomente verursachen Risse in der Bodenplatte, was nur unbefriedigend dadurch abgemildert werden kann, daß die Bodenplatte erheblich verstärkt wird. Außerdem lastet dann nicht das gesamte Gebäudegewicht auf den Pfählen, sondern über die Bodenplatte auch auf dem schlecht tragenden Baugrund der Gründungssohle, wodurch Langzeitveränderungen der statischen Verhältnisse unvorhersehbar werden.clamped so that the base plate is pulled downwards in the pile head areas by the settlement distance. However, if the subsoil in the foundation base can only bear a limited load, the subsoil that is pulled downwards experiences resistance, which forces the base plate and deforms it. The resulting bending moments cause cracks in the base plate, which can only be satisfactorily mitigated by significantly strengthening the base plate. In addition, the entire weight of the building is not then placed on the piles, but also on the poorly supporting subsoil of the foundation base via the base plate, which makes long-term changes in the static conditions unpredictable.
Um die genannten Probleme zu umgehen, ist bisher auch vorgeschlagen worden, die Bodenplatte von den Pfählen zunächst getrennt zu halten, d.h. die Pfahlkopfbereiche in der Bodenplatte während der Bauzeit des Gebäudes auszusparen. Dadurch ist der Boden jedoch nicht mehr fugenlos; nach Fertigstellen des Gebäudes müssen die Fugen zwischen den Pfahlköpfen und der Bodenplatte nachträglich gesondert ausbetoniert werden, was die Langzeitstabilität der Bodenplatte beeinträchtigt. Falls Grundwasser ansteht und die Bodenplatte wasserundurchlässig ausgestaltet werden soll, können an den Fugen Undichtigkeiten entstehen; außerdem muß während der gesamten Bauzeit des Gebäudes das anstehende Grundwasser abgesenkt bleiben, was einen erheblichen Mehraufwand darstellt.In order to avoid the problems mentioned, it has been suggested to initially keep the floor slab separate from the piles, i.e. to leave the pile head areas in the floor slab out during the construction of the building. However, this means that the floor is no longer seamless; after the building has been completed, the joints between the pile heads and the floor slab must be subsequently filled with concrete separately, which affects the long-term stability of the floor slab. If there is groundwater and the floor slab is to be made waterproof, leaks can occur at the joints; in addition, the groundwater must remain lowered throughout the entire construction period of the building, which represents a considerable additional expense.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen fugenlosen Boden für ein Gebäude mit Pfahlgründungen zu schaffen, der die genanntenBased on this state of the art, the invention is based on the object of creating a seamless floor for a building with pile foundations, which meets the above-mentioned
Nachteile vermeidet, und der es insbesondere ermöglicht, eine fugenlose Bodenplatte zu verwenden, bei der eine Rißbildung durch Zwängungen und Biegemomente aufgrund der Pfahlsetzungen nicht befürchtet werden muß.disadvantages and which in particular makes it possible to use a seamless floor slab in which there is no need to fear the formation of cracks due to constraints and bending moments caused by the pile settlement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Baugrund und der Bodenplatte eine kompressible Unterlage angeordnet ist, die eine dauerelastische Rückstellkraft gegen die Gewichtskraft der Bodenplatte aufweist. Diese Rückstellkraft bewirkt dabei, daß die kompressible Unterlage durch Beaufschlagen der Bodenplatte mit einer zusätzlichen Kraft eine weitere Kompression erfahren kann, wobei der Betrag der zusätzlichen Kraftkomponente in Richtung der Schwerkraft kleiner oder gleich dem Betrag der Gewichtskraft des Gebäudes ist.This object is achieved according to the invention in that a compressible base is arranged between the building ground and the floor slab, which has a permanently elastic restoring force against the weight of the floor slab. This restoring force causes the compressible base to experience further compression by applying an additional force to the floor slab, whereby the amount of the additional force component in the direction of gravity is less than or equal to the amount of the weight of the building.
Eine solche erfindungsgemäße, kompressible Unterlage ist also in der Lage, das Eigengewicht der Bodenplatte unter relativ kleiner Verformung zu tragen, andererseits unter der Gewichtskraft des Gebäudes eine Kompression in der Größenordnung der Pfahlsetzungen ohne unzulässig hohen Widerstand mitzumachen. Die Last des Gebäudes wird also im wesentlichen über die Pfähle in die tragfähigen Grundschichten abgetragen, lediglich ein vernachlässigbar kleiner Teil lastet auf der Bodenplatte. Dadurch erfährt die Bodenplatte nur sehr kleine Zwängungen und Biegemomente, sodaß eine Gefahr der Rißbildung in der Bodenplatte nicht besteht.Such a compressible base according to the invention is therefore able to bear the weight of the floor slab with relatively little deformation, while at the same time being able to withstand compression under the weight of the building in the order of magnitude of the pile settlement without unacceptably high resistance. The load of the building is therefore essentially transferred via the piles into the load-bearing base layers, with only a negligible part resting on the floor slab. As a result, the floor slab is only subjected to very small constraints and bending moments, so that there is no risk of cracks forming in the floor slab.
Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, daß die Bodenplatte aus wasserundurchlässigem Beton besteht, denn sehr oft liegt die Unterkante der Bodenplatte ganz oder teilweise im Schwankungsbereichs des Grundwassers. AufgrundParticular advantages arise from the fact that the floor slab is made of waterproof concrete, because very often the lower edge of the floor slab is completely or partially in the fluctuation range of the groundwater. Due to
der erfindungsgemäßen, kompressiblen Unterlage zwischen Baugrund und Bodenplatte muß beim Bau des Gebäudes nicht mit Rißbildung und dadurch mit Undichtigkeiten in der Bodenplatte gerechnet werden; somit stellt eine fugenlose, aus wasserundurchlässigem Beton bestehende Bodenplatte die einfachste und wirkungsvollste Abdichtung des Gebäudebodens gegen eindringendes Wasser dar. Darüber hinaus besteht die Dichtwirkung des erfindungsgemäßen fugenlosen Bodens schon vom Aufbringen der wasserundurchlässigen Bodenplatte auf die kompressible Unterlage an, sodaß sich eine Grundwasserabsenkung während der restlichen Bauzeit des Gebäudes erübrigt. Das Vermeiden einer Langzeitentnahme von Grundwasser ist dabei nicht nur eine Kostenfrage, denn die Absenkung des Grundwasserspiegels birgt auch immer die Gefahr von Setzungsschäden an benachbarten Gebäuden.the compressible base according to the invention between the building ground and the floor slab, no cracks and thus leaks in the floor slab need to be expected during construction of the building; thus, a seamless floor slab made of waterproof concrete represents the simplest and most effective way of sealing the building floor against water penetration. In addition, the sealing effect of the seamless floor according to the invention is already present from the moment the waterproof floor slab is applied to the compressible base, so that a lowering of the groundwater level during the rest of the building's construction period is unnecessary. Avoiding long-term extraction of groundwater is not just a question of cost, because the lowering of the groundwater level also always carries the risk of settlement damage to neighboring buildings.
Zweckmäßigerweise besteht die Bodenplatte aus stahlbewehrtem Beton, was eine einfache Herstellbarkeit bei guten Stabilitätseigenschaften sicherstellt.The base plate is conveniently made of steel-reinforced concrete, which ensures easy manufacture with good stability properties.
Es ist von Vorteil, wenn die kompressible Unterlage eine solche Kompressibilität aufweist, daß die Größenordnung der zusätzlichen Kompression durch die auf die Bodenplatte aufgebrachte zusätzliche Kraft mindestens der maximalen Setzung der Pfahlgründung unter Belastung mit dem Gebäude entspricht. Diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen, kompressiblen Unterlage gewährleistet, daß die Biegemomente und Zwängungen der Bodenplatte vernachlässigbar klein bleiben.It is advantageous if the compressible base has such a compressibility that the magnitude of the additional compression due to the additional force applied to the base plate corresponds at least to the maximum settlement of the pile foundation under the load of the building. This property of the compressible base according to the invention ensures that the bending moments and constraints of the base plate remain negligibly small.
Die erfindungsgemäße, kompressible Unterlage besteht vorzugsweise aus locker gepackten und in ihrer Lage zueinander fixierten Styroporkugeln. Die lockere PackungThe compressible base according to the invention consists preferably of loosely packed polystyrene balls that are fixed in position relative to one another. The loose packing
gewährleistet dabei, daß keine regelmäßige Gitterstruktur vorhanden ist, sondern in statistischer Verteilung größere Lufteinschlüsse bestehen, sodaß die Gesamtheit der kompressiblen Unterlage einen kleineren Elastizitätsmodul aufweist, als massives Styropor. Die lockere Packung ermöglicht ferner, daß sich die Styroporkugeln unter einer Kompression, die sehr lange vorhält, umordnen und/oder verformen können, wodurch insgesamt eine plastische Kriechverformung der kompressiblen Unterlage resultiert.This ensures that there is no regular lattice structure, but rather that larger air pockets are statistically distributed, so that the entire compressible base has a smaller modulus of elasticity than solid Styrofoam. The loose packing also allows the Styrofoam balls to rearrange and/or deform under compression that lasts for a very long time, resulting in an overall plastic creep deformation of the compressible base.
Die Styroporkugeln können dabei annähernd gleicheoder auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die Durchmesser vorzugsweise zwischen ca. 5 mm und ca. 5 cm betragen.The polystyrene balls can have approximately the same or different diameters, with the diameters preferably being between approx. 5 mm and approx. 5 cm.
Vorteilhafterweise besteht die kompressible Unterlage aus handelsüblichen Styropor-Drainplatten, welche aus locker gepackten Styroporkugeln bestehen, die mittels Bitumen untereinander verklebt sind. Diese Drainplatten sind insbesondere auf der Baustelle leicht zuzuschneiden und problemlos bei jeder Witterung zu verlegen. Ferner weisen sie ein für die erfindungsgemäßen Zwecke sehr vorteilhaftes Last-Verformungsverhalten auf. Durch die sehr gute Konstanz des Spannungs-Dehnungsverhaltens bei unterschiedlichen Dicken können die genannten Drainplatten, je nach Anforderung, außerdem dünner oder dicker gehalten sein.The compressible base advantageously consists of commercially available Styrofoam drainage panels, which consist of loosely packed Styrofoam balls that are glued together using bitumen. These drainage panels are particularly easy to cut to size on site and can be laid without any problems in any weather. Furthermore, they have a load-deformation behavior that is very advantageous for the purposes of the invention. Due to the very good consistency of the stress-strain behavior at different thicknesses, the drainage panels mentioned can also be made thinner or thicker, depending on requirements.
Die kommpressible Unterlage kann jedoch auch aus Schaumbeton oder Styroporbeton bestehen. Diese Materialien sind ebenfalls leicht zu verarbeiten und einfach herzustellen.However, the compressible base can also be made of foam concrete or polystyrene concrete. These materials are also easy to process and simple to manufacture.
Nach einer bevorzugten Ausführung nach der Erfindung ist zwischen der kompressiblen Unterlage und der Bodenplatte eine Sauberkeitsschicht angeordnet. Eine solche Sauberkeitsschicht besteht üblicherweise aus billigem Magerbeton, der, im Gegensatz zum Baugrund, sauber nivelliert werden kann. Dies erlangt insbesondere dann Wichtigkeit, wenn die Bodenplatte durch Betonieren vor Ort hergestellt werden soll, vor allem, wenn eine Stahlbewehrung vorgesehen ist: Da die Stahlstäbe mindestens 2 bis 3 cm innerhalb des Betons zu liegen kommen müssen, um die Gefahr des Oxidierens dieser Stäbe minimal zu halten, und da diese Stahlstäbe mittels Abstandhaltern auf der Sauberkeitsschicht angeordnet und danach vom Beton übergössen werden, ist eine exakte Nivellierung dieser Sauberkeitsschicht notwendig. Ferner hat diese Sauberkeitsschicht den Vorteil, daß die darunterliegende kompressible Unterlage durch Begehen oder Befahren, oder auch durch Aufstellen von kleinen bis mittleren Lasten nicht beschädigt wird, was ansonsten beispielsweise beim Herstellen der Stahlbewehrung oder beim Kappen der Pfahlköpfe der Fall sein könnte.According to a preferred embodiment of the invention, a blinding layer is arranged between the compressible base and the base plate. Such a blinding layer usually consists of cheap lean concrete, which, unlike the subsoil, can be cleanly leveled. This is particularly important if the base plate is to be made by concreting on site, especially if steel reinforcement is planned: Since the steel bars must be at least 2 to 3 cm inside the concrete in order to minimize the risk of these bars oxidizing, and since these steel bars are arranged on the blinding layer using spacers and then covered with concrete, precise leveling of this blinding layer is necessary. Furthermore, this blind layer has the advantage that the compressible base underneath is not damaged by walking or driving on it, or by placing small to medium loads on it, which could otherwise be the case, for example, when producing the steel reinforcement or when cutting the pile heads.
Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, daß die Sauberkeitsschicht zwischen dem Baugrund und der kompressiblen Unterlage angeordnet ist. So kann die kompressible Unterlage nicht durch Unregelmäßigkeiten der Baugrundoberfläche beeinträchtigt werden.However, according to the invention it is also possible for the blind layer to be arranged between the subsoil and the compressible base. In this way, the compressible base cannot be impaired by irregularities in the subsoil surface.
Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Baugrund und der kompressiblen Unterlage und/oder zwischen der kompressiblen Unterlage und der Bodenplatte und/oder zwischen der kompressiblen Unterlage und der Sauberkeitsschicht jeweils ein Folie angeordnet. Diese Folie soll die kompressibleIt is advisable to place a film between the subsoil and the compressible base and/or between the compressible base and the floor slab and/or between the compressible base and the blinding layer. This film is intended to protect the compressible
Unterlage jeweils vor dem Eindringen von Bodenbestandteilen oder Frischbeton, sowie sonstigem Fremdmaterial schützen; denn ein Verfüllen der Hohlräume der kompressiblen Unterlage durch inkompressible Materialien, wie Sand oder Beton, würde die Kompressibilität der Unterlage an sich stark beeinträchtigen.Protect the base from the penetration of soil components or fresh concrete, as well as other foreign material; filling the cavities of the compressible base with incompressible materials such as sand or concrete would severely impair the compressibility of the base itself.
Die erfindungsgemäße Bodenplatte kann mit den Pfahlköpfen verbunden sein, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn die Bodenplatte vor Ort auf der Baustelle nach dem Anfertigen der Pfahlgründungen hergestellt wird.The base plate according to the invention can be connected to the pile heads, which is particularly useful if the base plate is manufactured on site after the pile foundations have been made.
Ein Ausführungsbeispiel ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.An embodiment is described and explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines fugenlosen Bodens mit Pfahlgründung,Figure 1 is a schematic side view of a seamless floor with pile foundation,
Figur 2 eine Detaildarstellung aus Figur 1,Figure 2 shows a detail from Figure 1,
Figur 3 einen Schnitt durch eine Styropor-Drainplatte.Figure 3 shows a section through a Styrofoam drainage plate.
Figur 1 zeigt, wie die Bodenplatte 1 zwischen der Pfahlgründung 5 und dem Gebäude 4 eingeklemmt ist. Zwischen dem Baugrund 2 und der Bodenplatte 1 ist die kompressible Unterlage 3 erkennbar, welcher vor dem Betonieren der Bodenplatte 1 mit der Sauberkeitsschicht 6 überdeckt wurde.Figure 1 shows how the base plate 1 is clamped between the pile foundation 5 and the building 4. Between the subsoil 2 and the base plate 1, the compressible base 3 can be seen, which was covered with the blind layer 6 before the base plate 1 was concreted.
Figur 2, eine Detaildarstellung nach Detail A gemäß Figur 1, zeigt, daß zwischen Baugrund 2 und kompressibler Unterlage 3 eine Folie 7 angeordnet ist, wie auch zwischen kompressibler Unterlage 3 und Sauberkeitsschicht 6. Auf der Sauberkeitsschicht 6 liegt die Bodenplatte 1 auf.Figure 2, a detailed representation of detail A according to Figure 1, shows that a film 7 is arranged between the subsoil 2 and the compressible base 3, as well as between the compressible base 3 and the blinding layer 6. The base plate 1 rests on the blinding layer 6.
In Figur 3 wird deutlich, wie die Styroporkugeln 8 in der kompressiblen Unterlage 3 verteilt sind.Figure 3 clearly shows how the polystyrene balls 8 are distributed in the compressible base 3.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811248C2 (en) * | 1997-11-25 | 1999-12-16 | Johann Rumpler | Support system for base plates of single and multi-family houses |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU481681A1 (en) * | 1972-08-22 | 1975-08-25 | Центральный Научно-Исследовательский Проектно-Экспериментальный Институт Промышленных Зданий И Сооружений | Floor |
-
1993
- 1993-06-18 DE DE9309087U patent/DE9309087U1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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SU481681A1 (en) * | 1972-08-22 | 1975-08-25 | Центральный Научно-Исследовательский Проектно-Экспериментальный Институт Промышленных Зданий И Сооружений | Floor |
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