Diese Rolle spielen Mikropfähle bei der Baugründung

Bauen ist teuer, das dürfte sich in Deutschland mittlerweile herumgesprochen haben. Grundstücke sind teurer geworden. Zusätzlich das Baumaterial und auch die Arbeitskräfte. All das sorgt dafür, dass unsere Mitbürger sich kaum noch den Traum vom eigenen Haus verwirklichen können. Dementsprechend versuchen Baufirmen alles zu tun, um die Kosten auf der Baustelle niedrig zu halten. Ansonsten könnte es sein, dass irgendwann keiner mehr ihre Arbeit bezahlen kann.

Eines der Probleme, das beim Bau von Einfamilienhäusern bzw. von Mehrfamilienhäusern immer wieder auftritt, ist die mangelnde Stabilität vom Baugrund. Leider ist der Erdboden nicht in jeder Region gleich. Dafür gibt es geologische Gründe, die aus der Historie stammen. In manchen Fällen ist es dann so, dass ein Haus nicht ohne Weiteres gebaut werden könnte, weil es sonst nicht sicher stehen wird. In solchen Fällen kommen die Unternehmen vom Spezialtiefbau ins Spiel. Mit Hilfe von Mikropfählen machen sie es möglich, dass die Gebäude doch noch errichtet werden können.

Warum gibt es Pfahlgründungen?

Wenn die Gesetze der Statik sagen, dass ein Baugrund nicht fest genug ist, dann gibt es nur zwei Lösungen. Man könnte den Boden komplett abtragen und durch neuen, besseren ersetzen. Manchmal macht man das. Es ist jedoch teuer und zeitaufwändig. Genau das soll vermieden werden. Daher hat der Spezialtiefbau Lösungen entwickelt, um das Problem anderweitig zu lösen. In der Regel kommen dann Pfahl-Lösungen zum Einsatz. Das heißt, man bringt Stützen im Boden an, die den Grund stabilisieren. Vor tausenden von Jahren hat man das schon so gemacht. Nur die Technik um die Pfähle herum änderte sich im Laufe der Zeit.

Bei Tiefgründungen in der Kategorie Einfamilienhaus werden hierfür in der Regel sogenannte Mikropfähle eingesetzt. Sie sind aufgrund ihrer einfachen Herstellung die wohl effizienteste Lösung, um bei kleinen Bauvorhaben eine gute Grundlage zu erschaffen. In den letzten Jahren haben sie nämlich die Technologien derartig geändert, dass Mikropfähle äußerst günstig herzustellen sind. Sie sind klein, praktisch und lassen sich auch auf engstem Raum einsetzen.

Was genau sind Mikropfähle?

Ein Mikropfahl wird als solcher bezeichnet, wenn sein Durchmesser in eine bestimmte Größen-Kategorie fällt: Mikropfähle sind Kleinbohrverpresspfähle. Die dazugehörige DIN EN ist die DIN EN 14199. Dort wird vorgegeben, dass Mikropfähle im Querschnitt unterhalb von 30 cm liegen. Sie geben ihre Belastung durch Mantelreibung an das umliegende Erdreich ab. Alternativ werden Mikropfähle auch als Kleinbohrverpresspfähle, Kleinbohrpfähle oder Verbundpfähle bezeichnet. Charakteristisch für sie ist, dass sie in der Mitte einen Bewährungsstahl besitzen. Um diesen herum wird ein Zementgemisch angebracht.

Wie werden Mikropfähle installiert?

Im ersten Schritt wird ein Bohrloch erstellt. Hierfür ist ein Baugerät erforderlich, dass ein schmales Loch in der Erde erstellen kann. Einfache Sache.

Anschließend wird ein Metallrohr in das Loch befördert. Es handelt sich dabei um den Bewährungsstahl. Er gibt eine Art Gerüst für den späteren Pfahl vor.

Dritter Schritt ist die Mantelinjektion. Es wird ein Zementmörtel eingespritzt, der einem bestimmtem Härtegrad entspricht. So bekommt der Stahl einen Korrosionsschutz entlang seiner gesamten Oberfläche.

Als letztes erfolgt die sogenannte Zwiebelinjektion. Von oben her wird innerhalb des Stahlrohrs eine Spritzdüse nach unten geleitet. Mit ihrer Hilfe wird in der Tiefe unter hohem Druck das Zementgemisch gesprüht. Am Stahlrohr sind dafür Ausgänge angebracht, so dass die Masse entweichen kann. Aufgrund des hohen Drucks wird dabei das Erdreich teilverdrängt. Am unteren Ende entsteht dadurch etwas, das wie eine Zwiebelknolle aus Zement aussieht. Dieser Schritt erfolgt mehrmals, so dass die Knolle ausreichend groß und stabil wird. Für die Fertigstellung muss noch gewartet werden, bis der Zement getrocknet ist. Dann ist die Herstellung des Pfahls fertig.

Man muss sich das so vorstellen, wie einen Lutscher. Wenn man den Stängel eines Lutschers in den Boden steckt, dann kann man ihn leicht herausziehen oder weiter in die Erde drücken. Er ist schmal und kann somit keine Last tragen. Wenn man nun jedoch durch den Stängel hindurch den Lutscher durch Gießen im Erdreich fertigstellt, dann sieht die Sache schon anders aus. In dem Fall liegt das Erdreich auf der kugelförmigen Süßigkeit. Ihn dann herauszuziehen wäre äußerst schwer. In weiter einzudrücken ebenso. Vor allem dann, wenn der Teil mit dem Zucker auf einer festen Schicht aufliegt. Man erschafft also auf einfache Weise einen schweren, klumpenartigen Körper tief im Boden. Anstatt jedoch ein riesiges, breites Loch dafür auszuheben, war nur ein ganz schmales ausreichend.

Mikropfähle – die Vorteile

Mikropfähle zu setzten hat gewisse Vorteile. Wie oben beschrieben, ist der Vorgang der Erstellung denkbar einfach. Für Laien klingt das natürlich kompliziert. Die ganzen Maschinen und Komponenten, die nötig sind. Doch auf den meisten Baustellen steht solches Equipment ohnehin bereit. Wenn man merkt, dass ein solcher Pfahl nötig wird, um den Boden zu stabilisieren, dann kann dieser in einem relativ einfachen Verfahren hergestellt werden.

Hinsichtlich der Materialien ist der Aufwand relativ gering. Gleiches gilt für die erforderliche Arbeitszeit. Das heißt, es ist ein relativ kostengünstiges Verfahren.

Ein weiterer Vorzug von Mikropfählen ist es, dass sie auf kleinem Raum eingesetzt werden können. Dies unterscheidet sie von den großen Bohrpfählen und von den sogenannten Rammpfählen. Wenn irgendwo nur wenig Platz ist, dann ist es manchmal nicht möglich den Baugrund zu stabilisieren mit großen Pfählen. In solchen Situationen kann der Einsatz von vielen kleinen Mikropfählen die Alternative sein. Mehrere von ihnen erzielen den gleichen Effekt, wie ein großer Pfahl.

Anwendungsbereich von Mikropfählen

Immer, wenn die Bodenart für die Durchführung einer Baumaßnahme nicht stabil genug ist, dann kommt es zur Anwendung von Pfahllösungen. Je nach dem, wie es der Platz möglich macht, werden dafür größere oder kleinere Pfahlsysteme eingesetzt.

Üblicherweise liegt der Anwendungsbereich beim Bau von kleineren Gebäuden. Warum? Weil Fabriken, Hochhäuser und Bürogebäude derartig schwer wiegen, dass sie mit größeren Betonpfählen oder Stahlstützen gegründet werden müssen. Daher ist der wichtigste Bereich die Errichtung von Einfamilienhäusern, Reihenhäusern und Mehrfamilienhäusern.

Dennoch gibt es aber auch andere Situationen, für die Mikropfahllösungen genutzt werden. Die gleiche Technik wird eingesetzt, um die äußere Begrenzung einer Baustelle zu stabilisieren. Indem die Planken bzw. Trägerbohlwände mit ihrer Hilfe befestigt werden.

Zudem kommt es immer wieder zu Situationen, wo aus Gründen der Sicherheit Stützen mit Stützen verstärkt werden. Häufig anzutreffen im Brückenbau. Dort werden zum Beispiel Pfeiler in der Nähe von Wasser tief im Boden installiert. Meist werden sie noch mit dicken Betonpfählen verstärkt. Als zusätzliche Maßnahme werden um die Stützvorrichtungen herum weitere Mikropfähle installiert, um diese zu stützen. Sie dienen dann als doppelte oder dreifache Absicherung, um einen wichtigen Träger auf Dauer zu sichern.

Gerade bei Konstruktionen, deren Kollaps mit zahlreichen Menschenleben bezahlt werden müsste, sind solcher Sicherungen eine übliche Lösung. Brücken, Staudämme, Hochhäuser – bei ihnen kann man gar nicht stabil genug bauen. Daher werden in der Regel Pfahlsysteme gewählt, welche weit über die erforderliche Tragkraft hinausgehen, die für das zukünftige Konstrukt notwendig wären.