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Grundbruch

Unter dem aus dem Bereich der Bodenmechanik stammenden Begriff Grundbruch (englisch base failure) versteht man das seitliche Ausweichen des Baugrunds unter einem Fundament bei Erreichen der Bruchlast des Bodens. Verursacht wird das Ausweichen durch die Überschreitung der Scherfestigkeit entlang bestimmter Gleitflächen, die sich im Erdreich ausbilden. Diese Überschreitung der Scherfestigkeit kann beispielsweise durch starken Wasserzutritt in das Erdreich ausgelöst werden, wodurch sich die Reibung zwischen benachbarten Bodenkörnern verringert oder gänzlich aufgehoben wird.

 

Aber auch zu hohe Lasten (vertikal, aber auch aus Wind, Schiefstellung oder Erddruck) und/oder dynamische Beanspruchungen (ausgelöst z. B. aus vorbeifahrenden Lkw’s an einer Straße) sind oftmals Ursachen für einen Grundbruch. Nicht zuletzt kommt häufig Leichtsinnigkeit ins Spiel, wenn bestehende Fundamente weitgehend freigelegt oder gar untergraben werden, ohne dass Sicherungs- oder Ersatzmaßnahmen vorgesehen werden, um die Fundamente zu entlasten. Dadurch wird die Grundbruchgefahr stark vergrößert, da kein ausreichender seitlicher Erdwiderstand mehr vorhanden ist und es sodann zum Verlust der Scherfestigkeit des Bodens unmittelbar unter dem Fundamentkörper und damit zum Einsturz kommt.

 

Gleichmäßige Setzungen stellen im Normalfall keine Gefährdung für ein Gebäude dar. Sind jedoch zwei Fundamente unmittelbar nebeneinander errichtet worden, befindet sich ein weiteres Gebäude in unmittelbarer Nähe eines Gebäudes oder sind unterhalb der Gründung eines Gebäudes im Baugrund unterschiedlich mächtige Bodenschichtungen mit jeweils unterschiedlicher Tragfähigkeit und Zusammendrückbarkeit vorhanden, können sich die einzelnen Setzungsanteile ungünstig überlagern. Dabei können sich die Gebäude schief stellen (bekannt hierfür ist der schiefe Turm von Pisa) oder es entstehen Setzungsrisse, die zu gravierenden Schäden in einem Gebäude führen können.

 

Das Zeit-Setzungsverhalten von bindigen (Lehm und Ton, Schluff) und von nichtbindigen Böden (Sand, Kies, Schotter) ist unterschiedlich ausgeprägt. Bei Belastung eines bindigen Bodens wird das darin enthaltene Porenwasser, welches sich zwischen den einzelnen Körnchen oder Plättchen befindet, relativ langsam herausgepresst. Deshalb können Setzungen bei Gebäuden, die auf bindigen Böden errichtet worden sind, über Jahre verlaufen, ohne dass ein Stillstand zu erkennen ist. Das erreichbare Setzungsmaß kann, je nach Porenwasseranteil im bindigen Boden, sehr groß sein. So hat sich das Lübecker Holstentor im Laufe der vergangenen Jahrhunderte um etwa 1,50 m gesetzt, fertig gestellt wurde das Gebäude bereits im Jahre 1477!

 

Nichtbindige Böden (Sandböden, Kiesböden) zeigen bei Belastung durch ein Gebäude ein wesentlich günstigeres Tragverhalten, die zu erwartenden Setzungen sind vergleichsweise gering und in der Regel auch schnell abgeklungen. Die Körner dieser Böden liegen eng beieinander. So wird die Auflast von Korn zu Korn übertragen und verteilt. Das Korngerüst kann durch die Auflast eines Gebäudes allenfalls etwas enger zusammen gedrückt werden, wobei sich dieser Prozess bereits unmittelbar bei Auftreten der Belastung vollzieht. Dies ist auch der Grund dafür, dass bei Vorhandensein von bindigen Bodenschichten in einer Baugrube eine mehr oder weniger starke Bodenschicht gegen eine Schotterschicht ausgetauscht werden muss, um die späteren Setzungen zu verringern und zu vergleichmäßigen.

 

Um der Setzungsgefahr bei einem bindigen Boden zu entgehen, erfolgt in der Praxis häufig ein so genannter Bodenaustausch, bei dem der setzungsempfindliche Boden bis zu einer gewissen Tiefe gegen einen nichtbindigen Boden oder auch gegen Magerbeton ausgetauscht wird, wobei diese Austauschschichten möglichst bis in Bereiche mit ausreichender Tragfähigkeit geführt werden müssen. Wird jedoch die Belastbarkeit des Baugrunds überschritten, tritt der Grundbruch ein. Dabei weicht der Bodenkörper entlang einer Gleitfuge, die sich im Erdreich ausbildet, seitlich aus und das Bauwerk (Gebäude, Stützmauer, Pfeilerfundamente usw.) sinkt ein oder stürzt zusammen. Ein solcher Grundbruch tritt meist ohne besondere Vorankündigung ein, was diesen so gefährlich macht.

 

Ein hydraulischer Grundbruch tritt ein, wenn eine nach oben gerichtete Grundwasserströmung die Scherfestigkeit des Bodens verschwinden lässt. Dieses Problem kann zum Beispiel an der Luftseite einer Spundwand in einer Baugrube mit offener Grundwasserhaltung auftreten. Wegen der verschwindenden Festigkeit des Materials wird der Spundwand das Erdauflager genommen. Wenn sich Kanäle bilden, steigt die Durchlässigkeit schlagartig an, wodurch die Gefahr einer Flutung besteht.

 

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