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In diesem Beitrag erfahren Sie ausführlich alles wissenswerte über die Berechnung der Pfahlgründung und ab wann sie erforderlich ist

Die Pfahlgründung Berechnung und ab wann sie erforderlich ist

Die Pfahlgründung Berechnung und ab wann sie erforderlich ist

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In der Bibel heißt es schon, man solle seine Häuser nicht auf Sand bauen. Diese werden vermeintlich zusammenbrechen oder zumindest nicht stabil sein. Während diejenigen, die auf soliden Fels bauen, wesentlich besser dran sind. Auch wenn diese Aussagen zum Baugrund nicht ganz korrekt sind, zeigen sie auf, dass es eines der altbekannten Probleme der Menschheit ist. Nämlich die Frage, wie und wo man am besten ein Gebäude errichten kann, welches dann später stabil stehen bleibt. Beim Turmbau zu Pisa hatte man das wohl noch nicht in der Form bedacht.

Und tatsächlich ist es so, dass es beim Bauen auch heute immer wieder zur Frage kommt, ob der Boden stabil genug für ist. Diese Problematik beschränkt sich  nicht auf bestimmte Länder oder Regionen. Sondern sie tritt in sämtlichen Breitengraden der Welt auf. Sie hängt nämlich von der Beschaffenheit der Erde an der betroffenen Stelle ab. Vor allem an ihrer Zusammensetzung aus den unterschiedlichen Gesteinsarten. Aber auch von der Feuchtigkeit, die sich dort auf Dauer einstellt. Und die kann sogar innerhalb einer Stadt oder eines Dorfes unterschiedlich sein.

Damit Bauen auf einem ungeeigneten Grundstück möglich wird, verwendet man die Technik der Pfahlgründung. Bei diesem Verfahren werden Pfähle in den Boden gerammt, so dass das Fundament auf einer stabilen Grundlage liegt. Wir schauen uns das Thema Pfahlgründung genauer an. Wir zeigen, wie man die erforderlichen Maße, wie Länge und Durchmesser berechnet. Zudem erklären wir, wie der Bau erfolgt. Als letztes gehen wir dann darauf ein, wie man mit Hilfe der Pfähle auch noch der Umwelt etwas Gutes tun kann.

Pfahlgründung am Bau – was ist das?

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Auf unserem Planeten gab es einst eine Eiszeit. Vor ungefähr 34 Millionen Jahren war das. Damals schoben sich Eismassen über die Erde und wühlten damit den Boden auf. So entstanden ganze Gebirge und es wurden verschiedene Gesteinsschichten quer über den Kontinent von A nach B verschoben. Letztendlich sieht die Erdoberfläche dadurch aus wie ein Flickenteppich. Zumindest hinsichtlich ihrer Zusammensetzung. In manchen Gegenden, wie zum Beispiel Nürnberg, findet sich übermäßig viel Sand im Boden. In anderen Regionen sieht es ganz anders aus. In der Nähe von großen Gewässern oder Tälern sammelt sich mehr Feuchtigkeit als in trockenen Gebieten und so weiter. Das heißt, vor jeder Baumaßnahme immer erst den Grund checken, auf dem der Bau später liegen wird.

In der Bauwirtschaft unterscheidet man zwischen:

  • baufähigem Baugrund
  • nicht baufähigem Baugrund

Vor ein paar hundert Jahren hätte man auf nicht baufähigem Baugrund wohl kein Haus oder keine Fabrik errichtet. Doch heute ist das anders. Die Technik bietet genügend Lösungen, um auch solche Flächen nutzbar zu machen, für die Errichtung von Immobilien.

Wenn jemand etwas an einem Ort mit nicht baufähigem Baugrund errichten möchte, dann wird eine Pfahlgründung durchgeführt. Dabei werden Pfähle in den Boden eingeführt. Diese Pfähle müssen so weit nach unten reichen, bis sie den baufähigen Baugrund erreichen. Nur dann werden sie dort stabil stehen. Sie stützen später das Fundament von unten ab.

Die Pfähle werden in der Regel aus Stahlbeton hergestellt. Damit wird sichergestellt, dass sie gegen die Widrigkeiten der Natur, tief in der Erde, gut standhalten. Es ist aber auch möglich Pfähle aus Stahl zu benutzen. Manchmal wird sogar Holz verwendet. Je nach Material ergibt sich eine unterschiedliche Langlebigkeit und eine andere Größe für die maximale Beanspruchung hinsichtlich des Gewichts.

Pfahlgründung – ab wann wird sie notwendig

Ein Baubeginn auf Pfählen wird dann erforderlich, wenn sich aufgrund einer Bodenanalyse herausstellt, dass die Tragfähigkeit der Grundfläche nicht ausreichen wird, um ein bestimmtes Bauwerk dauerhaft stabil zu halten. Hierfür werden die notwendigen Werte von entsprechenden Fachleuten berechnet.

Pfahlgründung – wie wird sie geplant?

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Um eine Pfahlgründung richtig zu planen, ist es erforderlich eine Bodenanalyse durchzuführen. Hierfür wird in der Regel eine Probebohrung durchgeführt. Dabei wird ermittelt, wie die Tragfähigkeit einer Schicht ist. Zudem wird ermittelt, in welcher Tiefe sich die stabilen Schichten befinden. So wird entschieden, welche Pfähle notwendig sind, wie viele davon, welchen Durchmesser sie haben und wie hoch bzw. wie lang sie sein müssen.

Wie die genaue Berechnung erfolgt, das können wir en Detail nicht skizzieren. Es wäre eine Formel mit unzähligen Ableitungen, Integralen, Logarithmuskurven und vieles mehr. Solche Berechnungen werden heute von einer Software durchgeführt. In diese müssen dafür lediglich alle notwendigen Parameter eingegeben werden. Folgende Größen erhalten eine Berücksichtigung:

  • Abmessungen des geplanten Gebäudes – Breite, Länge, Höhe
  • Tragkraft des Bodens in den verschiedenen Schichten
  • Tiefe, in der die festen Schichten beginnen

Aus all diesen Parametern wird ein großer Mix gemacht. Am Ende der Berechnung steht dann eine Aussage darüber:

  • wie viele Pfähle notwendig sein werden
  • welchen Durchmesser die Pfähle haben müssen
  • aus welchem Material sie sein sollten
  • welche Länge erforderlich ist
  • wie dick das Fundament sein muss

usw.

Anschließend nehmen Architekten und Bauplaner die Erforderlichkeiten in ihre Skizzen auf, so dass die Umsetzung auf der Baustelle erfolgen kann.

Pfahlgründung – ein Beitrag zum Umweltschutz ist möglich

Was man hat, das hat man – so eine bekannte Lebensweisheit. Und im Falle einer Pfahlgründung hat man Löcher im Boden, in denen sich die Pfähle befinden. Das heißt: man ist eh schon weit in die Tiefe der Erde vorgedrungen, hat die Ausrüstung für Geotechnik mitgebracht, Bohrer und Bagger bestellt. Alles ist schon da und bezahlt. Und weil das so ist, könnte man auch gleichzeitig die Wärme des Erdreichs nutzen. Aus diesem Grund wird es manchmal so gemacht, dass die Pfahlgründung zur Errichtung eines Systems für Erdwärme Heizungen genutzt werden. Es bietet sich an und verbessert zugleich die Rendite des Unterfangens – mit Hilfe von Einsparungen bei den Energiekosten.

Eine solche Art der Heizung einzurichten ist denkbar einfach, wenn schon alles gebohrt wird. Es werden Pfähle in den Boden geleitet, die als Röhren fungieren. In diesen Hohlräumen kann die Luft zirkulieren.

Selbst im tiefsten Winter, sind die Böden in Deutschland ab ein paar Metern Tiefe deutlich wärmer als die Luft oben an der Oberfläche. Dieser Effekt wird dahingehend genutzt, dass ein Luftaustausch durchgeführt wird. Luft aus dem Erdreich wird per Ventilation nach oben geleitet. Damit stellt sich in einem Haus eine deutlich höhere Grundtemperatur ein als ohne Heizung. Die Heizung im Gebäude kann dann auf diese vorhandene Basis aufsetzen und muss lediglich noch den viel kleineren Unterschied zur gewünschten Innentemperatur erzeugen. Auf diesem Wege lassen sich durch eine solche Bauweise Energiekosten sparen. Zudem wird der Ausstoß an CO2 deutlich reduziert.

Wenn jemand ein Gebäude auf solchen Grund errichten muss, dann ist ein solches Heizsystem auf jeden Fall eine Option, die geprüft werden sollte. Die Bohrungen und das Einsetzen der Pfähle wird reichlich Geld kosten. Somit ist es auf jeden Fall ein Vorteil sich der kostenlosen Erdwärme zu bedienen, um bei den Heizkosten die Ausgaben wieder hereinzuholen. Vor allem in einer Zeit, in der Energie immer teurer wird.