EP4717822A1 - Verfahren und system zur nachgründung eines abgesackten bauwerks oder bauwerksteils - Google Patents

Verfahren und system zur nachgründung eines abgesackten bauwerks oder bauwerksteils

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EP4717822A1
EP4717822A1 EP24202479.2A EP24202479A EP4717822A1 EP 4717822 A1 EP4717822 A1 EP 4717822A1 EP 24202479 A EP24202479 A EP 24202479A EP 4717822 A1 EP4717822 A1 EP 4717822A1
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EP
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pile
subsoil
load
cavity
segments
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Application number
EP24202479.2A
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Inventor
Bernhard Harald
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Vidatek BV
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Vidatek BV
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    • E02D27/10Deep foundations
    • E02D27/12Pile foundations
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D35/00Straightening, lifting, or lowering of foundation structures or of constructions erected on foundations
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    • E02D35/00Straightening, lifting, or lowering of foundation structures or of constructions erected on foundations
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    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
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    • E02D5/52Piles composed of separable parts, e.g. telescopic tubes ; Piles composed of segments
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Abstract

Das Verfahren betrifft ein Verfahren zur Nachgründung eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils bei nicht volumenstabilem Baugrund, bei dem das Bauwerk oder der Bauwerksteil (2) angehoben und in seine ursprüngliche Lage gebracht wird, wobei unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) ein aus einzelnen Segmenten (10) gebildeter Pfahl (9) installiert und zur Überbrückung des nicht volumenstabilen Baugrunds (3) bis in eine solche Baugrundtiefe eingebracht wird, dass eine Ablastung des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) in dauerhaft tragfähigen Baugrund stattfindet, und bei dem in einen sich zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil (2) und Baugrund (3) ausbildenden Hohlraum (16) ein Expansionsharz (21) eingebracht und ausgehärtet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Nachgründung eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils bei nicht volumenstabilem Baugrund.
  • Risse in tragenden Wänden oder Absackungen von Gebäuden oder Gebäudeteilen sind in vielen Fällen ein Zeichen dafür, dass es zu Veränderungen im Baugrund gekommen ist, wodurch das Fundament seine ursprüngliche Bettung verloren hat. Ursachen hierfür können lange Dürreperioden, extreme Nässe oder auch eine erhöhte Auflast ohne vorhergehende Fundamentertüchtigung sein. In all diesen Fällen bedarf es einer Gründungsertüchtigung, um das Bauwerk oder Bauwerksteil vor weiteren ungewollten Schädigungen zu bewahren. Im Extremfall kann es insbesondere aufgrund von Verschlechterungen des Baugrunds und einer damit einhergehenden verminderten Tragfähigkeit desselben dazu kommen, dass das darauf errichtete Bauwerk oder der darauf errichtete Bauwerksteil einsturzgefährdet ist und nicht mehr bestimmungsgemäß verwendet werden kann und deshalb abgerissen werden muss.
  • Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das bei gleichzeitig einfacher Möglichkeit der Durchführung eine Gründungsertüchtigung erbringt, sodass das Bauwerk oder der Bauwerksteil lagesicher stabilisiert ist. Ferner soll mit der Erfindung ein entsprechendes System vorgeschlagen werden.
  • Verfahrensseitig wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen ein Verfahren zur Nachgründung eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils, bei dem das Bauwerk oder der Bauwerksteil angehoben und in seine ursprüngliche Lage gebracht wird, wobei unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils ein aus einzelnen Segmenten gebildeter Pfahl installiert und zur Überbrückung des nicht volumenstabilen Baugrunds bis in eine solche Baugrundtiefe eingebracht wird, dass eine Ablastung des Bauwerks oder Bauwerksteils in dauerhaft tragfähigen Baugrund stattfindet, und bei dem in einen sich zwischen angehobenem Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund ausbildenden Hohlraum ein Expansionsharz eingebracht und ausgehärtet wird.
  • Systemseitig wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen ein System zur Nachgründung eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils, mit einem unterhalb des auf seine ursprüngliche Lage angehobenen Bauwerks oder Bauwerksteils installierten Pfahlwerk, wobei das Pfahlwerk eine Mehrzahl von in Längsrichtung des Bauwerks oder Bauwerksteils hintereinander angeordneten Pfählen aufweist, die jeweils aus nach dem Baukastenprinzip miteinander kombinierbaren Pfahlsegmenten gebildet sind, und mit einem im Hohlraum zwischen angehobenem Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund angeordneten Tragkörper aus einem in den Hohlraum injizierten Expansionsharz.
  • "Nach dem Baukastenprinzip" im Sinne der Erfindung meint dabei, dass eine Vielzahl von auch unterschiedlich ausgebildeten Pfahlsegmenten zur Verfügung stehen, aus denen ein Anwender auswählen kann, um sie dann miteinander zu einem wunschgemäß ausgebildeten Pfahl zu kombinieren. Es können so insbesondere die Pfahllänge und der Pfahldurchmesser auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst ausgebildet werden.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. dem erfindungsgemäßen System ausgebildete Nachgründung verfügt über Pfähle einerseits und einen Tragkörper andererseits. Dabei ist der Tragkörper aus einem Expansionsharz gebildet.
  • Der Tragkörper entsteht dadurch, dass das abgesackte Bauwerk oder der abgesackte Bauwerksteil angehoben und in seine ursprüngliche Lage gebracht wird. Infolgedessen entsteht ein Hohlraum zwischen dem angehobenen Bauwerk oder Bauwerksteil einerseits und dem sich darunter befindlichen Baugrund andererseits. In diesen Hohlraum wird Expansionsharz eingebracht, vorzugsweise injiziert, das nach seiner bestimmungsgemäßen Aushärtung den Tragkörper bildet.
  • Im endfertig ausgebildeten Zustand wird das Bauwerk oder Bauwerksteil mittels der Nachgründung mithin durch die Pfähle einerseits und den Tragkörper andererseits abgelastet. Es findet dabei in vorteilhafter Weise nicht nur eine punktförmige Ablastung, sondern eine flächenhafte Bettung des Bauwerks oder Bauwerksteils statt, womit sich das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße System insbesondere auch für ältere Bauwerke oder Bauwerksteile eignet, die aufgrund ihrer Bauwerkskonstruktion empfindlich auf Punktlasten reagieren können.
  • Nach der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt die Gründungskonstruktion vielmehr auf dem durch die Pfähle gebildeten Pfahlwerk einerseits und dem Tragkörper andererseits auf, womit ein vollflächiges Ablasten der Bauwerkslasten gegeben ist. Es findet mithin in vorteilhafter Weise eine Gesamtlastverteilung statt, sodass insgesamt eine Verminderung der Spannungen im Bauwerk oder Bauwerksteil gegeben ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sorgt insbesondere für eine Verminderung der Sohlspannung der Fundamente, so dass das Bauwerk oder der Bauwerksteil auch bei sich weiter verschlechterndem Baugrund langfristig stabilisiert ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gemäß einem ersten Verfahrensschritt vorgesehen, dass das abgesackte Bauwerk oder der Bauwerksteil angehoben wird. Ein solches Anheben geschieht infolge einer Pfahlsetzung, wie dies im Weiteren noch näher beschrieben werden wird.
  • Das Bauwerk oder der Bauwerksteil wird soweit wie möglich in Richtung seiner ursprünglichen Lage gebracht. Dies ist bevorzugterweise eine zur Horizontalen ausgerichtete Positionierung. Es sind aber auch andere Positionen hinsichtlich der Ausrichtung des Bauwerks oder Bauwerksteils möglich.
  • Zur Abstützung des Bauwerks oder Bauwerksteils wird in Höhenrichtung unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils ein Pfahl installiert. Dieser Pfahl ist aus einzelnen Segmenten gebildet. Im endfertig ausgebildeten Zustand dient ein Pfahl dazu, den nicht volumenstabilen, d. h. nicht tragfähigen Baugrund unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils zu überbrücken. Zu diesem Zweck wird der Pfahl bis in eine solche Baugrundtiefe eingebracht, dass eine Ablastung des Bauwerks oder Bauwerksteils in tragfähigen, vorzugsweise dauerhaft tragfähigen Baugrund stattfindet. Im endmontierten Zustand wird das Bauwerk oder Bauwerksteil mithin unter Zwischenordnung des eingebrachten Pfahls in den sich unterhalb des nicht volumenstabilen Baugrunds befindlichen tragfähigen Baugrund abgelastet. Mittels des installierten Pfahls ist mithin der nicht volumenstabile, d. h. nicht tragfähige Baugrund überbrückt, sodass unter Zwischenschaltung des Pfahls eine Krafteinleitung aus dem Bauwerk oder Bauwerksteil in den dauerhaft tragfähigen Baugrund stattfindet.
  • Infolge eines Anhebens des Bauwerks oder Bauwerksteils bildet sich ein Hohlraum aus, und zwar zwischen dem angehobenen Bauwerk oder Bauwerksteil einerseits und dem Baugrund andererseits. Dieser Hohlraum wird erfindungsgemäß ausgefüllt. Zu diesem Zweck wird in den Hohlraum ein Expansionsharz eingebracht, das nach seiner Einbringung aushärtet. Im Ergebnis findet eine Ablastung des Bauwerks oder Bauwerksteils nicht nur über die Pfähle statt, sondern auch in den an sich nicht volumenstabilen Baugrund, und zwar mittels des in den Hohlraum zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund eingebrachten Expansionsharzes. Infolge einer Expansion des Harzes findet mithin eine Krafteinleitung in den nicht volumenstabilen Baugrund statt. Die dabei auftretende Sohlspannung des Fundaments ist, im Vergleich zum Ursprungszustand jedoch deutlich reduziert, da ein Großteil der Bauwerkslast über die Pfahlkonstruktion abgetragen wird. Im Ergebnis findet unter Zwischenordnung des expandierten Harzes eine flächenhafte Ablastung unter reduzierten Sohlspannungen statt, wodurch in Kombination mit den zuvor gesetzten Pfählen eine dauerhaft sichere Nachgründung erfolgt, ohne dem Bauwerk oder Bauwerksteil zu große interne Spannungen zuzumuten.
  • Im Ergebnis der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung ist einerseits eine Neupositionierung des abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils gegeben und andererseits eine dauerhafte Sicherung dieser Neupositionierung gewährleistet, da eine hierfür hinreichende Ablastung geschaffen ist. Die Ablastung der Bauwerkslast erfolgt dabei nicht nur punktuell über einzelne bis in tragfähigen Baugrund reichende Pfähle, sondern auch über einen durch Expansionsharz gebildeten Tragkörper, der zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und dem sich direkt unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils befindlichen Baugrund angeordnet ist.
  • Als Expansionsharz kommt bevorzugterweise ein aus zwei Komponenten gebildeter Polyurethanschaum zum Einsatz. Dieser kann beispielsweise durch Injizieren appliziert werden, wobei es bevorzugt ist, ein solches Zwei-Komponenten-Gemisch einzusetzen, das nach einer Aushärtezeit von ca. 15 Minuten 90 % seiner Tragfähigkeit besitzt. Es sind so eine vereinfachte und schnelle Verfahrensdurchführung unterstützt.
  • Im Ergebnis der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung steht, dass unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils Pfähle installiert und soweit in den Baugrund eingebracht werden, bis sie in dauerhaft tragfähigem Baugrund ablasten. Auf diese Weise wird das Bauwerk oder Bauwerksteil zuverlässig ertüchtig und die Gebäudelast in den dauerhaft tragfähigen Baugrund übertragen. Dabei wird das abgesackte Bauwerk oder Bauwerksteil millimetergenau angehoben, um die ursprüngliche Lage wiederherzustellen. Dies geschieht in Kombination mit Injektionen von Expansionsharzen, die im ausgehärteten Zustand einen Tragkörper ausbilden, der sich zwischen dem wieder angehobenen Bauwerk oder Bauwerksteil und dem Baugrund befindet.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Expansionsharz während und/oder nach einem Anheben des Bauwerks oder Bauwerksteils in den Hohlraum eingebracht wird.
  • Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung erfolgt zunächst ein Setzen der das Bauwerk oder Bauwerksteil im Weiteren abstützende Pfähle sowie ein Anheben des Bauwerks oder Bauwerksteils. Alsdann wird der sich infolge eines Anhebens des Bauwerks oder Bauwerksteils ergebende Hohlraum zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund mit Expansionsharz gefüllt. Dies kann mittels Injektion erfolgen. Nach einer Aushärtung bildet das Expansionsharz einen Tragkörper aus, der das Bauwerk oder Bauwerksteil auf dem Baugrund ablastet.
  • Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Anheben des Bauwerks oder Bauwerksteils und ein Einbringen von Expansionsharz zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund gleichzeitig erfolgt. In diesem Fall wird in den sich ausbildenden Hohlraum zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund nicht nach einem Anheben, sondern während eines Anhebens des Bauwerks oder Bauwerksteils Expansionsharz eingebracht. Eine solch gleichzeitige Verfahrensabwicklung erfordert vor Ort eine höhere Koordination der einzelnen Arbeitsschritte, erbringt aber im Ergebnis verringerte Spannungen in der anzuhebenden Bauwerkskonstruktion.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass in das Bauwerk oder Bauwerksteil mindestens eine Durchgangsbohrung eingebracht wird, durch die hindurch das Expansionsharz in den Hohlraum injiziert wird. Die Ausbildung einer solchen Durchgangsbohrung gestattet es in vorteilhafter Weise, den Injektionsort lagegenau vorgeben zu können. Dabei erfolgt eine Injektion bevorzugterweise mittels einer Injektionslanze, sodass auch eine Gleichverteilung von Expansionsharz innerhalb des Hohlraums stattfinden kann. Eine nach Ort und Menge präzise Expansionsharzinjektion ist so in vorteilhafter Weise ermöglicht.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Pfahl aus mehreren in Höhenrichtung übereinander angeordneten Segmenten gebildet wird. Dabei kommen als Pfahlsegmente insbesondere Stahlrohre zur Anwendung. Dabei sind die in Höhenrichtung aufeinander nachfolgende Pfahlsegmente miteinander verschraubt. Im Falle von Stahlrohren können entsprechende Gewinde bzw. Gegengewinde von den Stahlrohren selbst bereitgestellt sein.
  • Für eine bestimmungsgemäße Installierung eines Pfahls wird zunächst ein erstes Pfahlsegment gesetzt. Dieses wird in den Baugrund eingetrieben, vorzugsweise mittels eines Hydraulikzylinders eingepresst. Dabei stützt sich der Hydraulikzylinder am Fundament des abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteil ab.
  • Das Einpressen eines Pfahlsegments in den Baugrund hat den Vorteil, dass auf Schlaggeräusche einerseits und Erschütterungen, die sich negativ auf das Bauwerk oder Bauwerksteil auswirken können, andererseits vollends verzichtet wird.
  • Sobald das erste Pfahlsegment bestimmungsgemäß gesetzt ist, wird segmentweise in entsprechender Weise verfahren, wobei das bereits schon gesetzte Pfahlsegment in Höhenrichtung um ein neu einzubringendes Pfahlsegment verlängert wird. Es findet dann ein erneutes Pressen statt, infolgedessen der nun aus zwei Pfahlsegmenten gebildete Pfahl weiter in den Baugrund getrieben wird. Dieses segmentweise Verlängern und Einpressen des Pfahls in den Baugrund wird so lange durchgeführt, bis die Bauwerkslast sicher und dauerhaft im Baugrund abgelastet wird. Dies ist dann der Fall, wenn die durch den Pfahl bereitgestellte Tragkraft und die Auflast durch das Bauwerk oder Bauwerksteil in einem Gleichgewicht stehen. Bei einem weiteren Betrieb des zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und Pfahl angeordneten Hydraulikzylinders erfolgt ein Anheben des Bauwerks oder Bauwerksteils in schon vorbeschriebener Weise. Dabei kann ein solches Anheben millimetergenau so weit durchgeführt werden, bis das Bauwerks oder Bauwerksteil seine gewünschte, vorzugsweise wiederhergestellte Ursprungsausrichtung einnimmt.
  • Sobald diese Position des Bauwerks oder Bauwerksteils erreicht ist, wird der Pfahlkopf zwischen schon gesetztem Pfahl einerseits und dem Bauwerk oder Bauwerksteil andererseits ausgebildet. Dies geschieht dadurch, dass zwischen dem Bauwerk oder Bauwerksteil einerseits und dem Pfahl andererseits eine Abstandshaltung eingebracht wird, beispielsweise in der Ausgestaltung einer Lastübertragungskonstruktion. Bei einer solchen Lastübertragungskonstruktion kann es sich beispielsweise um ein System aus Schrauben oder Gewindestangen handeln. Entscheidend ist, dass nach einem Einbringen einer solchen Abstandshaltung der zuvor für das Einleiten einer Presskraft benötigte Hydraulikzylinder entfernt werden kann ohne Kraftschluss zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil einerseits und Pfahl andererseits zu unterbrechen und sich das Bauwerk oder Bauwerksteil dann nur noch unter Zwischenordnung des so ausgebildeten Pfahlkopfes gegenüber dem Pfahl und damit gegenüber einem tragfähigen Baugrund abstützt.
  • Für eine bessere Lastverteilung während der Pfahlsetzung bzw. für ein vereinfachtes und verbessertes Einbringen einer Abstandshaltung ist vorzugsweise eine Lastverteilplatte vorgesehen, die direkt unter dem Fundament des Bauwerks oder Bauwerksteil angeordnet ist.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein endfertig ausgebildeter Pfahl bauwerks- oder bauwerksteilseitig mit einem vorzugsweise plattenförmig ausgebildeten Stützkörper ausgerüstet wird. Dabei wird vorzugsweise zwischen der Lastverteilplatte und dem Stützkörper eine Lastübertragungskonstruktion, vorzugsweise eine Spindel, angeordnet wird. Um die Lastübertragungskonstruktion herum kann ferner eine Bewehrung angeordnet werden.
  • Diese Bewehrung kann durch etwaige zur Abstandshaltung verwendete Schrauben oder Gewindestangen und/oder dergleichen vorinstallierte Baukomponenten und/oder durch extra hierfür eingebrachte Bewehrungselemente gebildet sein. Entscheidend ist, dass eine positionssichere und dauerhafte Ablastung des Bauwerks oder Bauwerksteils in den in vorbeschriebener Weise gesetzten Pfahl stattfinden kann.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen die Lastverteilplatte und dem in Höhenrichtung zuoberst angeordnetem Segment des Pfahls eine die Bewehrung und/oder die Lastübertragungskonstruktion aufnehmende Betonage eingebracht wird. Hierdurch werden eine zusätzliche Stabilisierung und Korrosionsschutz erreicht.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass ein Auffüllen der die Pfahlsegmente bildenden Stahlrohre mit Beton durchgeführt wird. Auch hierdurch werden eine zusätzliche Stabilisierung und Korrosionsschutz der Nachgründung erreicht, insbesondere auch mit Blick auf eine Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass in Längsrichtung des Bauwerks oder Bauwerksteils eine Vielzahl von Pfählen gesetzt werden, wobei die Pfähle vorzugsweise gleich voneinander beabstandet werden, wobei der Abstand mit 2,5 m bis 3,5 m, vorzugsweise 3,0 m, gewählt wird.
  • Die Anzahl der zu setzenden Pfähle richtet sich nach dem abzustützenden Bauwerk oder Bauwerksteil einerseits und dem Baugrund andererseits. Es hat sich aber gezeigt, dass eine mittlere Beabstandung der Pfähle von ca. 3,0 m zu wählen ist, um eine hinreichende Positionssicherung und Stabilisierung des Bauwerks oder Bauwerksteils erreichen zu können.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. dem erfindungsgemäßen System wird die Möglichkeit einer Nachgründung für ein abgesacktes Bauwerk oder Bauwerksteil geschaffen. Dabei erfolgt im endfertig ausgebildeten Zustand der Nachgründung eine Ablastung des wieder angehobenen Bauwerks oder Bauwerksteils durch Pfähle einerseits sowie durch einen Tragkörper andererseits. In der Kombination wird so eine nicht nur punktuelle, sondern eine flächenhafte Ablastung realisiert. Dabei ist der Tragkörper durch Expansionsharz gebildet. Dieses wird nach oder während eines Anhebens des abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils in den sich zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil und Baugrund ausbildenden Hohlraum eingebracht, vorzugsweise durch Injektion.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
  • Fig. 1
    in einer schematischen Seitenansicht einen gesetzten Segmentpfahl einer erfindungsgemäßen Nachgründung;
    Fig. 2
    in einer schematischen Frontansicht die Darstellung nach Fig. 1;
    Fig. 3
    in einer schematischen Seitenansicht das Einbringen eines Expansionsharzes gemäß einer erfindungsgemäßen Nachgründung;
    Fig. 4
    in einer schematischen Frontansicht die Darstellung nach Fig. 3;
    Fig. 5
    in einer schematischen Seitenansicht die aus einem gesetzten Segmentpfahl und eingebrachtem Expansionsharz gebildete Nachgründung nach der Erfindung und
    Fig. 6
    in einer schematischen Frontansicht die Darstellung nach Fig. 5.
  • Fig. 1 lässt in schematischer Seitenansicht einen gesetzten Segmentpfahl 9 einer erfindungsgemäßen Nachgründung 1 erkennen. Dabei ist die endfertig ausgebildete Nachgründung 1 der Fig. 5 gemäß einer Seitenansicht und der Fig. 6 gemäß einer Frontansicht zu entnehmen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße System dient der Ausbildung einer Nachgründung 1 eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils 2 bei nicht volumenstabilem Baugrund 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Bauwerk oder Bauwerksteil 2 über ein Streifenfundament 6, einen Betonfußboden 7 und eine Wandscheibe 8.
  • Zwecks Verfahrensdurchführung wird zunächst in Höhenrichtung 4 unterhalb des abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils 2 eine Montagegrube 5 ausgehoben. Alsdann wird ein erstes Pfahlsegment 10 gesetzt. Dies geschieht dadurch, dass das Pfahlsegment 10 in der Montagegrube 5 in Höhenrichtung 4 unterhalb des Streifenfundaments 6 positioniert wird. In dem sich ergebenden Zwischenraum zwischen Streifenfundament 6 einerseits und erstem Pfahlsegment 10 andererseits wird ein Hydraulikzylinder 13 positioniert. Dieser stützt sich unter Zwischenordnung einer Lastverteilplatte 12 am Streifenfundament 6 ab.
  • Infolge einer Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 13 wird das Pfahlsegment 10 in den Baugrund 3 getrieben, und zwar in Entsprechung der Kraftbeaufschlagung gemäß Pfeil 14. Dabei stützt sich der Hydraulikzylinder 13 anderendseitig gegenüber dem Bauwerk oder Bauwerksteil 2 ab.
  • Sobald das erste Pfahlsegment 10 in den Baugrund 3 getrieben ist, kann der Hydraulikzylinder 13 dem Zwischenraum zwischen Streifenfundament 6 und Pfahlsegment 10 entnommen werden. Alsdann wird in Höhenrichtung 4 oberhalb des ersten Pfahlsegments 10 ein zweites Pfahlsegment 10 angeordnet. Dies geschieht durch Verschrauben, wobei die Pfahlsegmente 10 bevorzugterweise jeweils Innen- und Außengewinde bereitstellen. Alsdann wird der Hydraulikzylinder 13 in den Zwischenraum zwischen Streifenfundament 6 und zweitem Pfahlsegment 10 eingebracht. Es erfolgt ein erneuter Betrieb des Hydraulikzylinders 13 mit der Folge, dass der nun aus zwei Segmenten 10 bestehende Pfahl 9 weiter in den Baugrund 3 getrieben wird.
  • Es werden dann im Weiteren in schon vorbeschriebener Weise Pfahlsegment 10 für Pfahlsegment 10 gesetzt, bis der Pfahl 9 dauerhaft tragfähigen Baugrund erreicht. Es stehen dann die vom Pfahl 9 bereitgestellte Tragkraft einerseits und die Last des Bauwerks oder Bauwerksteils 2 im Gleichgewicht. Bei einem weiteren Betrieb des Hydraulikzylinders 13 stützt sich dieser am Pfahl 9 ab und hebt das Bauwerk oder Bauwerksteil 2 infolge einer entsprechenden Kraftbeaufschlagung an, und zwar in Richtung des Pfeils 15. Das Bauwerk oder Bauwerksteil 2 kann so in Höhenrichtung 4 millimetergenau ausgerichtet werden.
  • Wie die Darstellung nach den Fign. erkennen lässt, kommen im gezeigten Ausführungsbeispiel je Pfahl 9 drei Pfahlsegmente 10 zum Einsatz. Es versteht sich von selbst, dass diese Angabe nur beispielhaft zu verstehen ist und dass je nach Baugrund bzw. zu erreichender Baugrundtiefe eine Vielzahl solcher Pfahlsegmente 10 benötigt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Pfahlsegmente 10 als Stahlrohre ausgebildet und weisen eine Erstreckung in Höhenrichtung 4 von 50 cm auf.
  • Wie die Frontansicht nach Fig. 2 erkennen lässt, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung 17 des Streifenfundaments 6 zwei Pfähle 9 vorgesehen. Diese weisen einen Abstand A von ca. 3,0 m zueinander auf. Es versteht sich von selbst, dass je Streifenfundament 6 eine Vielzahl solcher Pfähle 9 vorgesehen sein können, wobei es bevorzugt ist, dass die Abstände zwischen benachbarten Pfählen 9 in etwa gleich ausgebildet sind und vorzugsweise ca. 3,0 m betragen.
  • Infolge des Anhebens des Bauwerks oder Bauwerksteils 2 bildet sich ein Hohlraum 16 aus, und zwar zwischen dem Streifenfundament 6 und dem Baugrund 3. In diesen Hohlraum 16 wird Expansionsharz 21 eingebracht, wie dies die Fign. 3 und 4 erkennen lassen. Dabei erfolgt ein Einbringen des Expansionsharzes 21 durch Injektion, zu welchem Zweck eine mit einer Lanze 19 ausgerüstete Injektionspistole 20 vorgesehen ist. Die Lanze 19 ist durch ein im Streifenfundament 6 ausgebildete Durchgangsbohrung 18 hindurchgeführt, wie dies beispielsweise Fig. 3 erkennen lässt.
  • Als Expansionsharz 21 kommt bevorzugterweise ein aus zwei Komponenten bestehender Polyurethanschaum zum Einsatz, der zur Erreichung einer Tragfähigkeit von 90 % ca. 15 Minuten auszuhärten hat.
  • Im ausgehärteten Zustand bildet das Expansionsharz 21 einen Tragkörper 22 aus, wie dies die Fign. 5 und 6 erkennen lassen. Dabei ist aus diesen Darstellungen ersichtlich, dass der Tragkörper 22 den Hohlraum 16 zwischen Streifenfundament 6 und Baugrund 3 im Wesentlichen vollständig ausfüllt.
  • Wie sich aus einer Zusammenschau der vorerläuterten Fign. ergibt, verfügt die infolge der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung ausgebildete Nachgründung 1 über in den Baugrund 3 eingetriebene Pfähle 9 einerseits sowie über einen Tragkörper 22 andererseits, wobei der Tragkörper 22 aus Expansionsharz 21 gebildet ist und sich im Hohlraum 16 zwischen Streifenfundament 6 und Baugrund 3 befindet. Infolge dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich nicht nur eine punktförmige Ablastung über die Pfähle 9, sondern eine insgesamt flächenhaft ausgebildete Kraftableitung in den unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils 2 befindlichen Baugrund.
  • Bezugszeichen
  • 1
    Nachgründung
    2
    Bauwerk oder Bauwerksteil
    3
    Baugrund
    4
    Höhenrichtung
    5
    Montagegrube
    6
    Streifenfundament
    7
    Bodenplatte
    8
    Wandscheibe
    9
    Pfahl
    10
    Pfahlsegment
    11
    Segmenthohlraum
    12
    Lastverteilplatte
    13
    Hydraulikzylinder
    14
    Pfeil
    15
    Pfeil
    16
    Hohlraum
    17
    Längsrichtung
    18
    Durchgangsbohrung
    19
    Lanze
    20
    Injektionspistole
    21
    Expansionsharz
    22
    Tragkörper
    A
    Abstand

Claims (15)

  1. Verfahren zur Nachgründung eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils bei nicht volumenstabilem Baugrund, bei dem das Bauwerk oder der Bauwerksteil (2) angehoben und in seine ursprüngliche Lage gebracht wird, wobei unterhalb des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) ein aus einzelnen Segmenten (10) gebildeter Pfahl (9) installiert und zur Überbrückung des nicht volumenstabilen Baugrunds (3) bis in eine solche Baugrundtiefe eingebracht wird, dass eine Ablastung des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) in dauerhaft tragfähigen Baugrund stattfindet, und bei dem in einen sich zwischen Bauwerk oder Bauwerksteil (2) und Baugrund (3) ausbildenden Hohlraum (16) ein Expansionsharz (21) eingebracht und ausgehärtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsharz (21) während und/oder nach einem Anheben des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) in den Hohlraum (16) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Bauwerk oder den Bauwerksteil (2) mindestens eine Durchgangsbohrung (18) eingebracht wird, durch die hindurch das Expansionsharz (21) in den Hohlraum (16) injiziert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfahl (9) aus mehreren in Höhenrichtung (4) übereinander angeordneten Segmenten (10) gebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Pfahlsegmente (10) Stahlrohre verwendet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Höhenrichtung (4) aufeinander nachfolgende Pfahlsegmente (10) miteinander verschraubt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfahlsegmente (10) segmentweise unter Abstützung am Bauwerk oder Bauwerksteil (2) in den Baugrund (3) gepresst werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerk oder der Bauwerksteil (2) pfahlseitig mit einer Lastverteilplatte (12) ausgerüstet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein endfertig ausgebildeter Pfahl (9) bauwerks- oder bauwerksteilseitig mit einem vorzugsweise plattenförmig ausgebildeten Stützkörper ausgerüstet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lastverteilplatte (12) und dem Stützkörper eine Lastübertragungskonstruktion, vorzugsweise eine Spindel, angeordnet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass um die Lastübertragungskonstruktion herum eine Bewehrung angeordnet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lastverteilplatte (12) und dem Stützkörper oder dem in Höhenrichtung zu oberst angeordneten Pfahlsegment (10) eine die Bewehrung und/oder die Lastübertragungskonstruktion aufnehmende Betonage eingebracht wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auffüllen der die Pfahlsegmente (10) bildenden Stahlrohre mit Beton durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (17) des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) eine Vielzahl von Pfählen (9) gesetzt werden, wobei die Pfähle (9) vorzugsweise gleich voneinander beabstandet werden, wobei der Abstand A mit 2,5 m bis 3,5 m, vorzugsweise 3,0 m, gewählt wird.
  15. System zur Nachgründung eines abgesackten Bauwerks oder Bauwerksteils bei nicht volumenstabilem Baugrund, mit einem unterhalb des auf seine ursprüngliche Lage angehobenen Bauwerks oder Bauwerksteils (2) installierten Pfahlwerk, wobei das Pfahlwerk eine Mehrzahl von in Längsrichtung (17) des Bauwerks oder Bauwerksteils (2) hintereinander angeordneten Pfählen (9) aufweist, die jeweils aus nach dem Baukastenprinzip miteinander kombinierbaren Pfahlsegmenten (10) gebildet sind, und mit einem im Hohlraum (16) zwischen angehobenem Bauwerk oder Bauwerksteil (2) und Baugrund (3) angeordneten Tragkörper (22) aus einem in den Hohlraum (16) injizierten Expansionsharz (21).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0580098A1 (de) * 1992-07-21 1994-01-26 Bernfried Dr.-Ing. Sudbrack Verfahren und Vorrichtung zur Pfahlgründung
DE19547763A1 (de) * 1995-08-17 1997-02-20 Roland Beck Verfahren zum Unterfangen von Bauwerken
EP0976873B1 (de) * 1997-08-16 2005-02-09 International Intec Patent Holding Establishment Injektions- oder Verpresskörper

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