Forschungsprojekt prüft Präzision von Tiefbauelementen
Herstellgenauigkeiten von Bohrpfählen und Schlitzwänden untersucht
Münster (3. Januar 2013). Der Einsturz des Kölner Stadtarchivs nach Tunnelbauarbeiten im März 2009 hat Fragen zur Sicherheit unterirdischer Baumaßnahmen aufgeworfen. Unter Experten gilt inzwischen eine Fehlstelle in einer sogenannten Schlitzwand als mögliche Schadensursache. Schlitzwände und Bohrpfähle dienen dazu, Baugruben vor Erd- und Wasserdruck sowie vor Belastungen durch benachbarte Gebäude zu schützen. Entscheidend für die Sicherheit sind dabei Qualität und Maßgenauigkeit der eingesetzten Elemente. Ein vom Land NRW sowie der Europäischen Union gefördertes Forschungsprojekt der Fachhochschule Münster hat nun die Präzision bei der Herstellung, die Streuung der Abweichungen und die Sicherheit der verbauten Elemente unter die Lupe genommen.
Bohrpfähle und Schlitzwände kommen in Tiefen von bis zu 40 Metern zum Einsatz. „Dabei sind die Maßabweichungen für die Ausführung von großer Bedeutung", sagt Projektleiter Prof. Dr. Dietmar Mähner vom Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster. „Fehlstellen, wie sie beim Einsturz des Kölner Stadtarchivs vermutet werden, können etwa durch Lotabweichungen beim Verbau von Schlitzwänden entstehen, wenn in der Tiefe kein ausreichender Überschnitt zweier angrenzender Lamellen vorhanden ist", erklärt der Hochschullehrer.
Die Arbeitsgruppe mit Wissenschaftlern der FH Münster hat zusammen mit Unternehmen aus der Baubranche nun umfangreiche Daten zu erzielten Herstellertoleranzen im In- und Ausland erhoben. Darüber hinaus entwickelten die Experten eigens für das Forschungsprojekt ein sogenanntes Lotlaser-Messsystem, mit dem sich auf Baustellen Achsabweichungen von Bohrpfählen exakt bestimmen lassen.
Das Ergebnis der gesammelten Daten ist ein Katalog, der Referenzbaustellen mit unterschiedlichen Randbedingungen ausweist. Dieser erlaube eine praxisnahe Beurteilung geplanter Bauvorhaben. „Die Anwendung unserer Forschungsergebnisse liefert der Baubranche zukünftig die Möglichkeit, die in der Praxis erreichbaren Toleranzen bei Bauvorhaben genauer einzuschätzen", sagt Mähner. Das führe zu einer wirtschaftlicheren und gleichzeitig sicheren Bauweise.
Zum Thema:
Bohrpfähle und Schlitzwände gehören zu den besonderen geotechnischen Arbeiten des Spezialtiefbaus und finden in verschiedenen Bereichen Anwendung. Sie schützen Baugruben vor Erd- und Wasserdruck sowie vor Belastungen durch benachbarte Bauten. Die massiven Elemente bleiben nach Fertigstellung der Baumaßnahme meist in Boden oder kommen sogar als Teil des fertigen Bauwerks zum Einsatz.
Bei den Schlitzwänden heben die Geräteführer das Erdreich zunächst entlang der geplanten Wandachse, die in Lamellen unterteilt ist, aus. Nach dem Ausschachten des namensgebenden Schlitzes sichern sie diesen mit einer Stützflüssigkeit. Anschließend bringen sie Bewehrungskörper ein und betonieren den Schlitz aus. Bei einer Bohrpfahlwand bohren die Arbeiter zunächst die Pfähle nacheinander in den Baugrund und versehen ihn mit Bewehrungskörpern und Beton.
In der Regel heben die Bauarbeiter die Baugrube erst aus, wenn der Verbau der Bohrpfähle oder Schlitzwände vollständig abgeschlossen ist. Deshalb werden eventuelle Lotabweichungen zwischen dem Ansatzpunkt an der Oberfläche und dem Tiefpunkt der verbauten Elemente erst mit diesem Arbeitsschritt sichtbar. Die Qualität und Maßgenauigkeit des gesamten Verbaus ist dabei letztlich von der Messtechnik und den Fähigkeiten des Geräteführers abhängig.