Fundament

Fundament: 1. Konstruktionselement, das die Verbindung zwischen Bauwerk und Baugrund herstellt, die auf das Bauwerk wirkenden äußeren Lasten und sein Eigengewicht auf den Baugrund überträgt. Sie muss so ausgebildet werden, dass das Bauwerk sich nicht unzulässig setzt oder verformt, nicht versinkt, nicht kippt und nicht gleitet und ist so tief zu führen, dass sie die tragfähige Schicht des Baugrunds erreicht und frostsicher ist (Frostschäden). Flachfundamenten werden angewendet, wenn unmittelbar unter dem Bauwerk tragfähiger Baugrund ansteht; es sind Einzelfundamente für Stützen, Pfeiler u. ä.; Streifenfundamente für Wände und Stützenreihen; Fundamentplatten als gemeinsame Fundament für ein ganzes Bauwerk oder Bauwerksabschnitte. Flachfundamenten bestehen aus unbewehrtem bzw. bewehrtem Beton oder Mauerwerk. Sie übertragen die oben gen. Kräfte über die Sohlfläche als Sohlpressung in den Baugrund. Ist die unmittelbar unter der Sohlfläche anstehende Erdschicht leicht zusammendrückbar, so kann an ihrer Stelle ein Kiespolster eingebaut werden, um die Größe der Setzung zu verringern (Bodenaustausch, Bodenverbesserung). Bemühungen, den bei den herkömmlichen Einzel- und Streifenfundamenten hohen Aufwand an Handarbeit zu vermindern, haben zur Anwendung von unbewehrten Platten- und Plattenstreifenfundamenten im Geschoßbau geführt. Für Einzelfundamente von Stützen wurde die Flach-bohr-Fundament entwickelt; dabei wird mit Tellerbohrer oder Rundschachtgreifer die Fundamentgrube ausgehoben und das Fundament gegen die Grubenwand betoniert.
Steht tragfähiger Baugrund nicht unmittelbar unter dem Bauwerk an, so ist eine Tieffundament erforderlich. Am häufigsten wird die Pfahlfundament angewendet, die in Baugrund ohne oder mit Grundwasser und im offenen Wasser ausführbar ist, und aus einer Gruppe von Einzelpfählen besteht. Diese werden am Kopf durch eine Rostplatte oder einen Trägerrost zu einem einheitlich tragenden Pfahlrost zusammengefasst. Die Pfähle werden im allgemeinen auf Druck oder Zug beansprucht, Biegebeanspruchungen dagegen bei üblichem Durchmesser (300 bis 500 mm) möglichst vermieden, Pfähle mit großem Durchmesser aber häufig auch als biegebeanspruchte Fundamentselemente verwendet. Bei einem Fundament mit offenem Senkkasten (Brunnenfundament) wird die Fundamentstiefe dadurch erreicht, dass man einen Kasten mit rundem oder rechteckigem Grundriss absenkt. Der Senkkasten hat meist senkrechte, seltener nach oben leicht konisch verlaufende Außenwände und ist oben und unten offen. In ihm wird der Boden laufend ausgehoben, so dass der Kasten infolge seines Eigengewichts mit der Schneide immer tiefer einsinkt. Diese Gründungsart lasst sich daher in Untergrund mit Hindernissen, z. B. Findlingen, nicht anwenden. Der Senkkasten wird auf dem Gelände oder auf einem Gerüst über der Absenkstelle hergestellt, bei Gründungen im offenen Wasser eventuell auch an anderer geeigneter Stelle gefertigt und eingeschwommen. Die Wände werden entweder bereits vor dem Absenken in voller Höhe hergestellt oder während des Absenkens laufend erhöht, und zwar massiv aus Beton bzw. Mauerwerk oder als stählerne Hohlwände, die man nachträglich ausbetoniert. Nach Erreichen des Absenkziels wird das Innere des Kastens ausbetoniert oder unten durch eine Sohle aus Unterwasserbeton abgeschlossen. Die Abmessung von offenen Senkkästen reichen von 1 bis 100 m Durchmesser oder Seitenlänge und bis 80 m Höhe. Der Druckluft-Senkkasten (Caisson) ist oben durch eine Decke abgeschlossen. Aus der auf diese Weise gebildeten Arbeitskammer wird das Wasser mittels Druckluft durch die Gründungssohle ausgepresst, so dass der Aushub im Trocknen vor sich geht. Der in der Arbeitskammer herrschende Überdruck entspricht dem äußeren Wasserdruck. Mit Rücksicht auf den für den menschlichen Organismus ohne Schaden erträglichen Druck ist die Absenktiefe bei dieser Gründungsart auf max. 35 m unter dem Wasserspiegel beschränkt. Um den Ein- und Ausstieg der Belegschaft sowie den Transport von Aushubmasse und Beton ohne Druckminderung zu ermöglichen, ist während des Absenkens ständig ein bis über Wasser führendes Schachtrohr mit einer Druckluftschleuse am oberen Ende fest mit dem Kasten verbunden. Mit fortschreitendem Absenken wird über dem Kasten das Bauwerk, z. B. ein Pfeiler, hochgeführt, so dass sich seine Oberkante stets über dem Wasserspiegel befindet. Nach Erreichen des Absenkziels wird die Arbeitskammer ausbetoniert und bildet als Ganzes den Gründungskörper. Für die Herstellung des Druckluftsenkkastens gilt das Gleiche wie für den offenen Senkkasten. Vorteilhaft ist, dass sich die Gründung mit Druckluftsenkkasten auch anwenden lässt, wenn Hindernisse vorhanden sind. Die Taucherglocke ähnelt dem Druckluftsenkkasten, ist aber nur ein Arbeitsgerät und wird nicht Bestandteil des Bauwerks; man verwendet sie z. B. zur Ausbesserung an Schleusenböden u. a. Unterwasserarbeiten. Der Schwimmkasten ist ein unten durch eine Grundplatte abgeschlossener, aber oben offener Hohlkörper aus Stahlbeton, Spannbeton oder Stahl. Er wird im Dock oder an Land hergestellt, zur Verwendungsstelle geschwommen und dort durch Einfüllen von Ballast (Beton, Sand o. ä.) auf den vorher eingeebneten Untergrund abgesenkt. Anwendungsbereich sind Molen, Gründungskörper für Leuchttürme u. ä., bes. dann, wenn die Arbeiten an der Baustelle mit Rücksicht auf Wind und Wellengang möglichst schnell abgeschlossen werden müssen. Steinkisten sind aus Kant- oder Rundholz hergestellte Kästen, die in offenem Wasser an der Verwendungsstelle durch Einfüllen von Steinen abgesenkt und als Gründungskörper verwendet werden. Schüttungen von Sand, Kies, Steinen und bzw. oder Betonquadern und Packungen aus Betonblöcken dienen als Unterbau von Hafenmauern, Molen u. a. Wasserbauten oder bilden selbst solche Bauwerke. Sand- und Kiesschüttungen verwendet man auch als Unterlage für Gründungskörper in offenem Wasser.