- Tiefbau: Nicht nur Straßen und Tunnel
- Tiefbau: Nicht nur Straßen und TunnelTiefbauarbeiten sind dem Menschen schon seit Urzeiten vertraut, denn erste Erfahrungen damit sammelten schon die Höhlenmenschen bei der Erweiterung ihrer Behausungen. Der direkte Vorläufer der heutigen Kanalisationen, aber auch der Tunnel sind die 4000 Jahre alten unterirdischen Be- und Entwässerungskanäle, die in der Blütezeit babylonischer, assyrischer und ägyptischer Kultur gebaut wurden. Bereits vor 5000 Jahren gab es in den Städten der Indus-Zivilisation im heutigen Pakistan und Pandschab Abwassersysteme, die von den Häusern in Kanäle führten, welche etwa einen Meter unterhalb von befestigten Straßen verliefen. Die frühesten Ansätze zum Straßenbau gehen vermutlich auf die Viehzüchter und Händler des Bronzezeitalters zurück und bestanden zunächst im Wesentlichen darin, Wegunebenheiten durch Auffüllen oder Abtragen auszugleichen sowie Gräben für den Wasserablauf entlang der Wege anzulegen.Der Grundbau umfasst vor allem Maßnahmen, die der Abtragung von Bauwerkslasten in den Grund dienen. Dazu gehört außer dem Ausheben von Baugruben und, falls erforderlich, der Abhaltung von eindringendem Grundwasser (Wasserhaltung) insbesondere die Gründung (Fundamentierung). Hier unterscheidet man Flach- und Tiefgründungen.Eine Flachgründung ist möglich, wenn eine zur Aufnahme der Lasten geeignete Bodenschicht in der Höhe der Bauwerkssohle vorhanden ist. Ungeeignet sind beispielsweise Lockerböden, bei denen mit Setzungen zu rechnen ist, oder fließende Bodenarten. Gegebenenfalls lässt sich der Boden durch Vermischen mit grobkörnigen Mineralien, Kalk oder Zement (auch als Injektion) verbessern oder auch austauschen. Eine Tiefenverdichtung, die sich auf Schichten tiefer als 1,5 Meter auswirkt, kommt hier ebenfalls infrage. Hierzu stehen das Rütteldruckverfahren und die dynamische Intensivverdichtung zur Verfügung. Beim Rütteldruckverfahren wird von einem Kran aus ein torpedoförmiger Rüttelkörper unter Druckwasseraustritt aus der Rüttlerspitze in den Boden versenkt. Nach Erreichen der erforderlichen Tiefe wird die Wasserzufuhr gestoppt. Die Vibrationen des Rüttlers verursachen nun im umgebenden Boden eine dichtere Sedimentierung. In den entstehenden Trichter wird geeignetes Material nachgefüllt. Indem man die Punktverdichtungen in einem Raster auf der zu verdichtenden Fläche ausführt, erzielt man eine gut belastbare und wenig zu Setzungen neigende Bodenschicht. Die dynamische Intensivverdichtung bedient sich massiver Fallgewichte (bis zu 40 Tonnen), die von einem Kran aus großer Höhe (bis zu 40 Meter) herabsausen und den Boden beim Aufprall verdichten. Der entstehende Krater wird aufgefüllt und erneut impaktiert. Auch diese Punktverdichtungen werden in einem Raster auf der zu verdichtenden Fläche vorgenommen.Als Gründungskörper dient bei der Flachgründung ein Flächen- oder Streifenfundament oder eine Gründungsplatte. Im Falle tief liegender tragfähiger Schichten ist eine Tiefgründung erforderlich, bei der die Bauwerkslasten durch Pfähle oder Brunnen in den Grund abgetragen werden. Fertigpfähle werden in den Boden gerammt oder in ein Bohrloch eingesetzt, Ortbetonpfähle werden vor Ort im Bohrloch betoniert. Eine neuere Variante nutzt die Hochdruckinjektion zur Erzeugung eines Gemisches aus Beton und Boden, das zum Pfahl aushärtet.Brunnen als Gründungselement sind ähnlich wie offene Caissons (Senkkästen ohne Überdruck) konstruiert: Ein Betonring mit Schneide am unteren Rand wird abgeteuft (in den Grund versenkt), indem der Boden darin ausgehoben und Ring für Ring aufgesetzt und hinabgedrückt wird. Die Reibung zwischen Erdreich und Außenwand kann durch Einbringen einer Gleitschicht aus einer schlickartigen Flüssigkeit, einer wässrigen Bentonitsuspension, vermindert werden. Nach Erreichen der Gründungssohle wird der Brunnen mit Kiessand oder Beton gefüllt.Die Pfahlköpfe bzw. Oberflächen der Brunnen müssen zur Aufnahme der Bauwerkslast durch Balken oder Platten aus Stahlbeton verbunden werden.Baugeräte im GrundbauZum Erdaushub verwendet man Seil- oder hydraulische Bagger. Seilbagger ziehen einen Eimer über Geländeoberfläche und Böschung, in dem sich Lockermaterial sammelt. Hydraulische Bagger können außer Zug- auch Druckkräfte ausüben. Als Grabwerkzeuge haben sie Löffel oder Greifer. Tieflöffelbagger erfassen das Baggergut durch Zug, Hochlöffelbagger durch Schub. Zum Transport der Erdmassen dienen meist geländegängige Muldenkipper.Dipl.-Ing. Dieter Stein, BammentalWeiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:Straßenbauten: Verkehrswege für KraftwagenKanalisationsbauten: Bauwerke unter unseren FüßenTunnelbauten: Offene und geschlossene Bauweisen
Universal-Lexikon. 2012.
