Auf festem Boden: Der Spezialtiefbau
Weithin bekannt ist der missglückte Turmbau in Pisa, bei dem eine zu geringe Tragfähigkeit zu einer Schieflage und damit zum viel besuchten Touristenziel führte. In aller Regel will man solche Missgeschicke vermeiden, jedoch ergibt es sich oft, dass bestimmte Baugründe genutzt werden müssen. Diese sind längst nicht alle von vorneherein dafür geeignet auf ihnen Gebäude, Straßen, Brücken oder andere Ingenieurbauwerke errichtet zu können. Diese müssen erst teilweise aufwendig dafür vorbereitet werden, bevor die eigentlichen Bauarbeiten beginnen können. Dies ist das Einsatzfeld des sogenannten Spezialtiefbaus, beispielsweise bei der NGT Neue Gründungstechnik Spezialtiefbau GmbH. Aufgrund der dafür notwendigen besonderen Verfahren, Kenntnisse und Maschinen wird dieser vom regulären Tiefbau unterschieden und stellt ein eigenes Teilgebiet des Bauwesens dar.
Bereits im Vorfeld werden an die Planung und Baugrunderkundung von Spezialtiefbaumaßnahmen hohe Anforderungen gestellt, die unter anderem ein umfangreiches Wissen und Erfahrung über Boden- und Felsmechanik voraussetzen.
Ziele von Spezialtiefbauunternehmen sind unter anderem, dass der Baugrund bessere mechanische Eigenschaften erhält und er tragfähiger wird, das Gründungen bis unter das Grundwasser erstellt werden und das Lasten von Bauwerken auf tragfähigere tiefer liegende Bodenschichten abgetragen werden können. Auch die Sicherung von Hängen und das Regulieren von Grundwasser gehören zu den Aufgabengebieten des Spezialtiefbaus. Hierfür werden durch Baufirmen darauf abgestimmte Maschinen wie Ramm- und Bohrgeräte, Fräsen oder Hydroseilbagger eingesetzt. Aufgrund von technischen Entwicklungen in der Baumaschinenherstellung kommt es hierbei immer mehr zu einer Annäherung zwischen den Baumaschinen des Spezial- und regulären Tiefbaus. Dadurch können die Geräte, evtl. mit kleinen Anpassungen oder anderen Anbaugeräten, teilweise in beiden Gebieten genutzt werden.
Um die Ziele der Baugrundverbesserung zu erreichen, werden unter anderem Schlitzwände, Baugrundinjektionen, Bohrpfähle, Schmalwände, Bodenvereisungen, Baugrubenwände, Bodenverdichtungen hergestellt. Darüber hinaus werden Böschungs- bzw. Hangsicherungen unter anderem mit Verpressanker durchgeführt.
Die häufigsten Verfahren um diese Bauwerke zu erstellen bzw. Ziele zu erreichen sind hierbei Rammen, Bohren, Schlitzen und Baugrundverbesserung. Beim Rammen werden mittels Schlägen, Pfähle oder Schlitzwände in den Boden eingebracht. Beim Bohren werden senkrechte Löcher in den Boden gegraben, die Beton- oder Stahlfertigteile bzw. Ortsbetonpfähle aufnehmen. Beim Schlitzen wird mittels Greifer oder Fräsen eine Art schmaler länglicher Graben ausgehoben, in dem anschließend die Schlitzwände eingebracht werden. Bei Baugrundverbesserung können zum einen Bindemittel in den Boden eingebracht und vermischt werden, die somit dem Boden eine höhere Widerstandskraft gegen Zusammendrücken geben, zum anderen kann durch Verfahren wie Rütteln, Fallplattenverdichtung oder Tiefrütteln der Boden mechanisch verdichtet und somit tragfähiger werden.
An die Ausführung von Spezialtiefbaumaßnahmen werden hierbei große Qualitätsansprüche gestellt. Da in der Regel keine nachträgliche Prüfung des stabilisierenden Elements möglich, da sich diese ja aufgrund der Eigenart der Baumaßnahme vollständig in der Erde befindet und nicht mehr herausgenommen werden können. Darüber hinaus ist es aufgrund des ansonsten zu treibenden Aufwands nicht möglich, den ungleichmäßigen Baugrund in seiner Zusammensetzung detailliert zu erkunden. Beide Risiken müssen bei Planung und Bau durch erhöhte Sorgfalt, Erfahrung und Qualität minimiert werden.
Durch die sich immer weiter entwickelnden Bodenanalysemethodiken, das Baumaschinenwesen und der Erkenntnisse des Bauingenieurwesens ist der Spezialtiefbau immer besser in der Lage, Baugründe zu erschließen, die noch vor wenigen Jahren als unbebaubar galten. Er stellt somit ein wichtiges Element des heutigen Bauwesens dar.