Bachelorarbeit Lukas Bless

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Diplomand
Lukas Bless
Betreuer
Hansjörg Vogt, dipl. Bauing. ETH
Experte
René Krättli, dipl. Bauing. ETH/SIA
Disziplin
Geotechnik, Spezialtiefbau
Jahr
2014
Erweiterung Zentrum Triesenberg
Neubau in einem Rutschgebiet – Baugrube und Fundation

Triesenberg (FL ) baut im Dorfzentrum ein neues Pflegeheim. Der Neubau liegt in einem grossen Rutschgebiet, die Abstände zu den Nachbarbauten und der bergseits liegenden Hauptstrasse sind gering. Bedingt durch die Hanglage ergeben sich Aushubtiefen von bis zu 11 m, eine Baugrubensicherung ist unumgänglich, und infolge des Rutschgebiets sind ausserdem weitere Massnahmen nötig.

Im Bereich des Neubaus ist mit Hangwasser zu rechnen, das kontrolliert abzuleiten ist, was hinter dem Gebäude einen begehbaren Hohlraum erfordert. Anker sind nur temporär zur Sicherung des Hanganschnitts zugelassen, im Endzustand ist deshalb der Höhenversatz durch das Gebäude abzustützen.

Variantenstudium
Gesucht war der optimale Baugrubenabschluss, der die bis zu 11 m tiefe Baugrube umschliesst und die nahe gelegenen, unter Denkmalschutz stehenden Bauten sowie die Hauptstrasse sichert. Die folgenden Ausführungen standen zur Diskussion: Spundwand, Rühlwand, Nagelwand, Elementwand, überschnittene Pfahlwand, aufgelöste Pfahlwand und Schlitzwand. Die optimale Lösung wurde in einer aufgelösten Pfahlwand gefunden: Sie hat eine hohe Steifigkeit, führt zu geringen Deformationen, und die Erstellung ist trotz Blöcken im Baugrund erschütterungsarm.
Im Weiteren untersuchte man, ob eine Flachfundation (mit Bodenverbesserungsmassnahmen) bei dem als heikel einzustufenden Baugrund möglich und wirtschaftlich wäre oder ob eine Tiefenfundation erforderlich ist. Der bergseits wegen der höheren Vorbelastung steifere Untergrund und die unterschiedlichen Kennwerte der Böden längs des Gebäudes ergäben bei einer Flachfundation zu hohe und differenzielle Setzungen, was auch mit einer Bodenverbesserung nicht genügend zu verbessern gewesen wäre. Im Vorprojekt konzentrierte man sich deshalb auf eine Tiefenfundation.

Vorprojekt
Im Vorprojekt waren nicht nur der Baugrubenabschluss, sondern auch die im Endzustand nötigen Massnahmen zur permanenten Abstützung des Erdreichs und der angrenzenden Bauten zu bemessen. Die äusseren Einwirkungen überträgt im Endzustand die als permanent auszulegende Baugrubensicherung über Verbindungen auf den Neubau, denn vorgespannte Anker sind nach der Vollendung des Bauwerks nicht zugelassen. Dabei sind speziell die Kräfteverläufe, Wärmebrücken, Arbeitsetappen der aufgelösten Pfahlwand, Unterhaltsarbeiten und das Ableiten des Hangwassers zu berücksichtigen. Die horizontale Abstützung der Pfahlwand auf die Decken gewährleistet gleichzeitig auch den hangseitig nach der Bauphase notwendigen Hohlraum. Ein bestehendes Nachbargebäude muss wegen seiner nahen Lage unterfangen werden.

Die für die Fundation optimale Variante fand sich mit einer Kombination von Flach- und Tiefenfundation. Unterschiedlich lange Bohrpfähle, Fundamentvorsprünge und Fundamentverstärkungen reduzieren und gleichen die Setzungen aus, sodass gleichmässige Setzungen entstehen und im Neubau keine Schäden auftreten. Mit den scheibenförmigen Aussteifungen im dritten Untergeschoss kann der Neubau den Verschiebungen des Rutschhangs folgen, ohne dabei Schaden zu nehmen. Um die Stabilität des Gebäudes im Endzustand zu erreichen, verschob man die Obergeschosse bergseitig so weit, dass der resultierende Kräfteverlauf aus Hangdruck und Gebäudegewicht den Neubau stabilisiert. Das Überwachungskonzept und eine Grobkostenschätzung ergänzten das Vorprojekt.

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