Auf festem Fundament

Auf festem Fundament
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Wenn der angetroffene Baugrund wenig tragfest ist, der Boden eine hohe Setzungsempfindlichkeit besitzt oder ein heterogener Aufbau des Untergrundes räumliche Setzungsunterschiede erwarten lässt, ist eine Flachgründung bzw. Flächengründung, z.B. durch Streifen- oder Plattenfundamente, unzureichend und eine wahre Sicherheitsgefährdung.

Bei solch schwierigen Bodenverhältnissen greift man auf die sogenannte Tiefgründung zurück, die die Bauwerkslast durch Pfahlgründung oder Brunnengründung auf eine tieferliegende, tragfähige Bodenschicht übertragen. Diese Tiefgründung, auch als Punktgründung oder punktförmige Gründung bezeichnet, wird z.B. bei der Errichtung von Windenergieanlagen in den Windparks angewendet.

Tiefgründung bei Windkraftanlagen

Windkraftanlagen (WKA) werden in der Regel in besonders windexponierten geografischen Lagen errichtet. Anders als bei anderen Bauwerken ist es daher seltener möglich, bei der Wahl des Anlagenstandortes die Gegebenheiten des Untergrundes zu berücksichtigen. Dennoch wird gerade auf Grund der starken Belastung, allein durch das hohe Eigengewicht, Windturbulenzen oder die starken Umwelteinflüsse, hier ein festes Fundament benötigt.

Das Fundament einer Windkraftanlage ist keineswegs ein unwichtiger Bestandteil, da es eine große Masse verteilt und auf eine relativ geringe Fläche zu tragen hat. Deshalb muss das Fundamente von Windkraftanlagen große Druckkräfte aufnehmen können und entsprechend ausgelegt werden. Es bildet die Verankerung der Windenergieanlage im Erdreich. Das Fundament ist abhängig von den meteorologischen und betrieblichen Belastungen, die auf die Windkraftanlage einwirken, deren Größe sowie der örtlichen Beschaffenheit des Untergrundes. Um die Standfestigkeit der Windenergie-Anlage zu gewährleisten, wird je nach Festigkeit des Untergrundes eine Flach- oder Pfahlgründung vorgenommen. Letzteres wird vor allem bei besonders weichem und wenig tragfähigem Untergrund erforderlich. Hierbei werden die Fundamentplatten (Tellerfundamente) mit Pfählen im Erdboden verankert.

Fester Stand dank Pfahlgründung

Mit der Pfahl- bzw. Tiefgründung kann die Last in tiefere, tragfähige Bodenschichten abgetragen werden. Nicht oder schlecht tragfähige Bodenschichten werden mit Pfählen überbrückt. Bei der Pfahlgründung werden Pfähle in den Baugrund gebohrt oder gerammt, bis eine ausreichend tragfähige Boden- oder Gesteinsschicht erreicht ist. Die Last wird dann zum einen durch die Reibung des Pfahls mit dem Baugrund und zum anderen über den Spitzendruck der Pfähle abgetragen. Hierbei setzt man zudem auf das Vollverdrängerprinzip. Das heißt, der Boden wird am Pfahlmantel verdichtet, es wird kein Aushub befördert und somit muss auch kein Erdreich entsorgt werden. Ein weiterer Vorteil: Die Bodenverdichtung sorgt gegenüber klassischen Bohrverfahren für eine deutlich höhere Tragfähigkeit.

Im Verhältnis zu kleinen Baumaßnahmen ist die Wirtschaftlichkeit von Pfahlgründungen bei großen Baustellen, wie Windkraftanlagen, eher gegeben. Der Materialverbrauch von Beton und Stahl kann bei einer Tiefgründung deutlich kleiner sein als bei einer Gründung mit flachen Fundamenten. So können mit Hilfe der Tiefgründung nicht nur Risiken sondern auch Kosten gespart werden.