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Bodenmechanik

Bodenmechanik

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Eine der wichtigsten Normen zur Klassifikation von Böden, die DIN 4022, wurde im Januar 2007 zurückgezogen. Das Benennen, Beschreiben und die Klassifikation von Böden richtet sich mittlerweile nach der DIN EN ISO 14688 Teil 1 und 2.

Neues für die Bodenmechanik lässt sich den neuen Normen jedoch nicht entnehmen. Eher lässt sich die Anpassung für ein europäisches einheitliches Regelwerk erkennen. Für den Praktiker ändert sich also nicht viel.

Die Klassifizierung von Böden wird unter verschiedenen Gesichtspunkten vorgenommen. Die DIN 18196 ist, nach wie vor, eine grundlegende Norm zur Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke. Weitere Systeme unterscheiden z.B. hinsichtlich der Durchlässigkeit, Frostsicherheit, Lösbarkeit oder Verwertbarkeit von Böden.

Allgemein, Baugrunduntersuchung

Baugrundaufschlüsse – Ein allgemeiner Überblick

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Baugrundaufschlüsse – Bohrungen

Es gibt verschiedene Verfahren um Bohrungen zur niederzubringen. Zur Beschreibung der detaillierten Probenahme wird an dieser Stelle auf die DIN EN ISO 22476 – 1 und auch auf die „gute alte“ DIN 4021 verwiesen.

Für den Praxisalltag im Baugrund-Ingenieurbüro kommen für direkte Baugrundaufschlüsse zusammenfassend folgende Verfahren infrage:

A) Baugrundbohrungen

(Aufschlussbohrungen bzw. Erkundungbohrungen)

übliche Durchmesser 50mm < D < 300mm

Abteufen: mittels schwerer Geräteeinheit / entsprechende Bohranlage erforderlich

B) Kleinbohrungen

(Rammkernbohrungen bzw. Rammkernsondierungen)

übliche Durchmesser 30mm < D < 80mm

Abteufen: i.d.R. mittels Motorbohrhammer / Elektrobohrhammer

C) Kleinstbohrungen

(Nutstangen / Schlitzsondierungen)

Durchmesser D < 30mm

Abteufen: manuell per Hand, ggf. mit pneumatischem Rammbär

D) Handdrehbohrungen

unterschiedliche Durchmesser zur Entnahme oberfächennaher Proben

E) Sonstige Bohrungen

z.B. als Kernbohrung zum Aufbrechen versiegelter Oberflächen, z.B. bei Betonoberflächen, Hindernissen etc.

Oftmals werden Rammkernbohrungen, auch als Rammkernsondierungen bezeichnet, zur Baugrunderkundung eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Kleinbohrungen (Kategorie B), die je nach anstehender Bodenschichtung bis in Tiefen von etwa 10m i.d.R. gute Ergebnisse (gestörte Probenahme) für die Baugrundbeurteilung liefern. Rammkernsondierungen werden oftmals mittels Motorbohrhammer oder Elektrobohrhammer in den Boden getrieben. Diese Methode gilt als bewährtes und kostengünstiges Verfahren zur Durchführung von Baugrunduntersuchungen.

Bei tieferen Aufschlüssen sind zur gesicherten Probenahme Baugrundbohrungen (Kategorie A) empfehlenswert. Im Bereich von Innenstädten, wie beispielsweise in Berlin, in denen, bedingt durch Kriegsschäden und ehemalige Abrissmaßnahmen, oftmals kompakter Trümmer- bzw. Bauschutt im Untergrund vorhanden ist, gilt dies analog. Den Kleinbohrungen sind bei anstehendem grobstückigem Material Grenzen beim Abteufen gesetzt. Ausreichende Probemengen und eine ungestörte Probenahme (z.B. durch Gewinnung von Sonderproben – Probenahme von der Bohrlochsohle) werden bei verrohrten Aufschlussbohrungen gewährleistet, um gesichert die bodenmechanischen Eigenschaften ableiten zu können. Zur Durchführung solcher Aufschlussbohrungen ist eine entsprechende schwere Geräteeinheit bzw. Bohranlage erforderlich.

Kleinstbohrungen (Kategorie C) sollten nur in Anwesenheit des Baugrundgutachters oder durch Ihn selbst niedergebracht werden. Sie sind ggf. für kleinere Bauvorhaben wie z.B. Einfamilienhäuser oder bei Baugrubenabnahmen geeignet und kommen infrage, wenn die Regionalgeologie und die zu erwartenden Baugrundverhältnisse, ggf. auch aus Alt-Untersuchungen, weitestgehend bekannt sind. Hierbei ist grundsätzlich die Erfahrung des Baugrund-Ingenieurs gefragt, da die zu gewinnende Probenmenge gering ist.

Prinzipiell ist das geeignete Bohr- oder Sondierverfahren in Abhängigkeit der Aufgabenstellung zu wählen. Eine frühzeitige Verfahrensauswahl sollte bereits in der Angebotsphase berücksichtigt werden. Niemanden ist damit geholfen, schon in der Startphase eines Bauvorhabens am falschen Ende zu sparen und möglicherweise Risiken einzugehen. Zur Minimierung des Baugrundrisikos ist der Erkundungsumfang geotechnischer Untersuchungen prinzipiell sorgfältig vorzusehen.

Baugrundrisiko

Baugrundrisiko

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Baugrundrisiko

Der Baustoff „Boden“ wird vom Bauherrn geliefert.

Nach der VOB liegt die Pflicht zur Beschreibung der Boden- und Wasserverhältnisse beim Auftraggeber. Dies bedeutet, dass das Baugrundrisiko der Bauherr trägt. Dieser sollte sich darüber im Klaren sein, welche Risiken er eingeht, ein Gebäude ohne vorherige Baugrunduntersuchung errichten zu lassen.

Die Baugrundproblematik ist nicht zu unterschätzen. Zur sorgfältigen Planung für die Errichtung eines Gebäudes gehört die Einholung eines Baugrundgutachtens. Die Notwendigkeit einer Baugrunderkundung sollte sich nicht nur bezüglich der Tragfähigkeit des anstehenden Baugrundes ergeben.

Ein weiteres Risiko besteht auch hinsichtlich eventuell vorhandener Bodenverunreinigungen oder Altlasten auf dem Grundstück. Ein solcher Verdacht sollte schon möglichst vor dem Kauf eines Grundstücks ausgeräumt werden. Kontaminationsbedingte Mehraufwendungen für Bodenaushub können erhebliche zusätzliche Kosten verursachen.

Allgemein, Baugrunduntersuchung, Kosten

Kosten einer Baugrunduntersuchung

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Die Kosten einer Baugrunderkundung

Die Kosten einer Baugrunduntersuchung werden durch die Bauaufgabe bedingt. Eine Pauschalangabe ist hierzu nicht möglich.

Aus Sicht des Bauherrn sind Baugrunderkundungen definitiv nutzbringend hinsichtlich der weiteren Vorgehensweise. Die anstehenden Bodenschichten, die Grundwassersituation und das Verhalten des Baugrundes werden „berechenbarer“, unabhängig davon, ob durch die Ergebnisse der Baugrunduntersuchungen sich letztendlich Einsparungen ergeben oder diese einen zusätzlichen Kostenaufwand für die tatsächliche Ausführung bedeuten.

Oberster Grundsatz für den beratenden Baugrund-Ingenieur ist in diesem Zusammenhang, die Unabhängigkeit und Neutralität zu bewahren, auch wenn sich aufgrund der festgestellten Ergebnisse der durchgeführten Baugrunderkundung unangenehme Erkenntnisse ergeben – z.B. in Form von nicht erwarteten gering tragfähigen Böden, daraus resultierenden teuren Bodenaustauschmaßnahmen oder die Notwendigkeit von Sondergründungen – die letztendlich mit erheblichen Mehrkosten verbunden sind, Kosten, die vorher nicht einkalkuliert waren.

Die erkundeten Baugrundverhältnisse sind nicht „schön zu reden“ !

Grundsätzlich geht es darum, durch eine Baugrunduntersuchung Sicherheiten zu schaffen und Risiken zu minimieren. Wo dies nicht erfolgte, kam es in der Vergangenheit nicht selten zu Gründungs- bzw. Bauwerksschäden.

Die Kosten für ein Bodengutachten bzw. Baugrundgutachten liegen gemessen an der Gesamtbausumme erfahrungsgemäß in der Größenordnung von lediglich 1 bis 2 %, oftmals und insbesondere bei kleineren Bauvorhaben sogar darunter. Der Preis für ein Baugrundgutachten / Bodengutachten ist hinsichtlich seiner Bedeutung und der zur Verfügung gestellten Informationen daher als gering anzusehen.

Baugrunduntersuchung

Der Umfang einer Baugrunderkundung

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Der Umfang einer Baugrunderkundung

In welchem Umfang eine Baugrunderkundung vorzusehen ist, welche Bohrverfahren und bodenmechanischen Laborversuche zur Anwendung gelangen, wird i.d.R. objektspezifisch gewählt bzw. vorgeschlagen. Hierbei sind u.a. die Beschaffenheit des zu erwartenden Bodens – z.B. aus Kartenmaterial oder vorliegenden Alt-Untersuchungen – sowie die voraussichtliche einwirkende Belastung durch das Bauwerk beachtenswert.

Eine Baugrunderkundung ergibt sich nicht nur zwingend aufgrund von Landes-Bauordnungen oder aufgrund von DIN-Normen sondern einfach heraus aus dem Grund der Risikominimierung bzw. des oftmals zitierten Baugrundrisikos. Jeder Bauherr sollte dieses komplexe Thema nicht unterschätzen. Dies gilt auch für einfache Bauwerke und Behelfsbauten.

Den genauen Umfang einer Baugrunduntersuchung schlägt der Baugrundgutachter (Sachverständiger für Geotechnik) vor, unberührt davon, was Bauherren oder Architekten für notwendig halten. Eine qualifizierte Baugrundbegutachtung vorzunehmen, obliegt dem Baugrund-Ingenieur, um es klar an dieser Stelle zu benennen.

Zeitnahe Informationen zum geplanten Bauwerk sind die Basis eines zielgerichteten Angebotes und der ordnungsgemäßen Durchführung von geotechnischen Untersuchungen. Besonders detaillierte Baugrund- und Bodenuntersuchungen sind erforderlich, wenn im Vorfeld schon abzusehen ist, dass sich gering tragfähige Schichten wie z.B. Torf, Faulschlamm, weiche Tone oder inhomogene Auffüllungen zeigen werden. Diese sind in ihrer Mächtigkeit abzugrenzen. Der Baugrund und die Realisierbarkeit der standsicheren Einbindung des Bauwerks bei Vorhandensein gering tragfähiger Böden ist prinzipiell genau zu prüfen.

Grundsätzlich sind im Vorfeld alle Informationen – unter Einbeziehung mündlicher als auch schriftlicher Aussagen aus ggf. vorhandenen Alt-Unterlagen – zusammenzutragen und zu prüfen, was über die Bodenbeschaffenheit und sonstige Einlagerungen im Baugrund (z.B. Leitungen) bereits bekannt ist.

Planer, die vor der Errichtung eines Bauwerkes den Baugrund nicht untersuchen lassen, ggf. auch nicht ihrer Hinweispflicht über die Notwendigkeit einer Baugrunduntersuchung gegenüber dem Bauherrn nachkommen, sind aus ingenieurwissenschaftlicher und möglicherweise auch aus rechtlicher Sicht in Frage zu stellen.

Allgemein, Baugrunduntersuchung

Die Notwendigkeit einer Baugrunduntersuchung

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Der Baugrund als Baustoff spielt bei der Realisierung eines Bauvorhabens eine bedeutende Rolle. Er liegt in seiner natürlichen oder anthropogenen Beschaffenheit vor und ist in diesem Zustand von Bauherren, Planern und ausführenden Firmen zu akzeptieren – ob es den am Bau Beteiligten dabei nun passt oder nicht.

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