In schwierigem Baugrund bewährt

Im März 2017 eröffnete nach vierjähriger Bauzeit das neue Bildungszentrum der Münchner Volkshochschule in der Einsteinstraße 28 in München. Es wird neben dem Gasteig der zweite große Standort der MVHS in der Stadt. Die Stadtwerke München als Bauherr hatten den denkmalgeschützten Gebäudebestand der ehemaligen Trambahnbetriebe dazu grundlegend saniert und umgebaut sowie Neubauten hinzugefügt. Das Einstein 28 bietet heute Raum für über 70 Unterrichtsräume, 80 Büros, eine Lehrküche, einen großen Veranstaltungssaal sowie eine Cafeteria.

Schwierige Gründung unter Zeitdruck

Beim Bauen im Bestand war in der Umbauphase unter den engen innerstädtischen Randbedingungen ein schwerwiegendes Gründungsproblem aufgetreten. Für eine Umnutzung in den Obergeschossen eines der Bestandshäuser waren wegen der zusätzlichen Lasten neue Stützen erforderlich, für die im Gebäudeinneren Fundamente erstellt werden sollten. Der Baugrund unter dem auf Streifenfundamenten gegründeten Haus bestand aber bis zur Tiefe von über drei Metern aus nicht ausreichend tragfähigen bauschutthaltigen Auffüllungen mit geringer Festigkeit. Der geplante Bodenaustausch war bis zu der erforderlichen Tiefe nicht umzusetzen, da eine Schachtung die Gebäudefundamente gefährdet hätte. Bei der Suche nach einem geeigneten Verfahren zur Gründung wurde eine Niederdruckinjektion mit Zement erwogen. Erschwerte Bedingungen waren aber die geringe lichte Höhe im Gebäude, vorhandene Schacht- und Mauerreste im Boden und der große Zeitdruck für diese unvorhergesehene alternative Ausführung. Die Stadtwerke München suchten mit dem beteiligten Statiker, dem Baugrundgutachter und der bauausführenden Firma nach einer zuverlässigen und schnellen Lösung.

Innovative Injektionstechnik

Zur Anwendung kam eine innovative Injektionstechnik mit expandierendem und schnell aushärtendem PUR Kunstharz. Solche Harze haben sich in der Baugrubenabdichtung und bei Sanierungen im Tief- und Tunnelbau schon seit Jahren bewährt. Durch eine patentierte Verpresslanze können heute aber auch säulenförmige Verfestigungen im Baugrund ausgebildet werden. Der i.STEEL Injektionsstahl besteht aus einem hohlen Bohrgestänge, das als verlorener Verpressanker mit einer kleinen Bohrraupe senkrecht oder geneigt in den Baugrund eingebracht wird. Bei großen Bohrtiefen kann die Lanze beim Einbohren verlängert werden, so dass Verfestigungstiefen bis sechs Meter möglich sind. Nach dem Einbohren des Gestänges wird ein Innenrohr eingebaut, das mit einer Kunststoff-Führung eingedichtet ist. i.STEEL und die Kunststoff-Manschetten-Dichtung sind im Abstand von 25 cm seitlich durchbohrt. Beim Injizieren des zweikomponentigen Materials durch das anfangs vollständig eingeführte Innenrohr tritt das erste Verfestigungsharz unten am Bohrkopf aus und durchdringt in dieser Tiefe den Baugrund. Beim stufenweisen Ziehen des Innenrohres während der Injektion dringt das Harz dann in den 25 cm Abständen durch die jeweils nächsten freigelegten Bohrungen seitlich aus, wodurch sich auch bei schwierigem Baugrund und auch bei Hohllagen eine gleichmäßige Säule aus kunstharzverstärktem Baugrund ausbildet.

Neben dieser besonderen Technik zum Erstellen der Verfestigung sind auch die Auswahl des Kunstharzes und die Einstellbarkeit des Materials von großer Bedeutung. Anforderungen hierbei sind:

– Gute Durchdringung des Baugrundes, auch bei feiner Körnung

– Hohe Druckfestigkeit des Harzes und der Harz-Baugrund Mischung

– Angepasste Expansion im Verhältnis zwischen Wirtschaftlichkeit, räumlicher Ausbreitung und der Endfestigkeit

– Nachgewiesene Umweltverträglichkeit, besonders bei Kontakt zu Grundwasser

– Schnelle Aushärtung, schon nach 24 Stunden voll belastbar.

Auf der Baustelle Einsteinstraße 28 wurden 43 i.STEEL Injektionslanzen in Längen von drei bis vier Metern eingebohrt und über diese Manschettenrohre 10 kg Kunstharz je Meter Lanzenlänge in den Baugrund eingepresst.

Die erzielte Baugrund-Festigkeit wurde schon einen Tag nach dem Verpressen durch zwei große Rammsondierungen (DHP) überprüft. Während vor der Maßnahme Schlagzahlen von drei bis sieben festgestellt worden waren, wurden bei den abschließenden Untersuchungen Schlagzahlen von über 60 und über 100 erreicht. Die statische Anforderung zum Erzielen einer mittleren Lagerungsdichte wurde damit weit übertroffen. Zusätzlich wurde an einem i.STEEL Anker eine Belastungs-Druckprobe durchgeführt. Dabei wurde eine Traverse an zwei verpressten Ankern verspannt und ein dritter Anker senkrecht nach unten gedrückt. Bei dieser Druckkontrolle wurde eine Lastaufnahme von über acht Tonnen an dem i.STEEL Anker festgestellt bei einer Senkung von maximal 1,4 mm. Das i.STEEL Gestänge ist dabei nicht als lastaufnehmender Anker einzustufen, eignet sich aber in der Praxis, um den Probedruck gezielt in den Baugrund zu leiten.

Neue Möglichkeiten zur Baugrundertüchtigung

Für die Baubeteiligten standen die Vorteile der Kunstharzverpressung in Verbindung mit der zuverlässigen Technik der i.STEEL Lanzen im Vordergrund: Die flexible Ausführung unter den beengten Bedingungen mit dem sofort überprüfbaren Ergebnis der Verfestigung und der hohen Belastbarkeit nach 24 Stunden.

Kunstharz-Verstärkungen werden die klassischen Verfahren zur Nachgründung und wie auch die verfestigenden Zementinjektionen in den Baugrund nicht ersetzen. Bei schwierigem Baugrund, insbesondere bei inhomogenen Gegebenheiten und bei anstehendem Wasser bieten sich aber neue Möglichkeiten zur Baugrundertüchtigung, die durch die schnellen Reaktionszeiten des Harzes und seine überlegenen Eigenschaften in der Dauerhaftigkeit und Druckfestigkeit verstärkt werden. Durch die relativ kleine und flexible Technik bieten sich Baugrundverfestigungen mit Kunstharz darüber hinaus bei kleinen und mittelgroßen Gründungsaufgaben an.

Wie bei allen Spezial-Tiefbau-Maßnahmen sind vor Ausführung einer Kunstharz-Injektion generell baugrundtechnische Voruntersuchungen durchzuführen. Die Ausführungsplanung wie auch der Dokumentation der Arbeiten und die Kontrolle der Verfestigung im Baugrund kommt eine große Bedeutung zu. Dazu ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Statiker, Baugrundgutachter, Überwacher und der ausführenden Firma erforderlich.

EK Abdichtungstechnik GmbH

Achim von Consbruch

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