Bodenprüfung im Hochbau

Es kann ziemlich schrecklich sein, wenn Ihr neu gebautes Haus langsam auf einer Seite versinkt, wie der Schiefe Turm von Pisa! Das Schlimmste, wenn es Risse entwickelt und schließlich im Laufe der Zeit zusammenbrechen. All Ihre Mühe, Zeit und Geld für die Errichtung eines Gebäudes ausgegeben vergeblich, wenn es passiert. Die Daumenregel, um dies zu vermeiden, besteht darin, mit dem Bau erst zu beginnen, nachdem die Bodenqualität auf dem Grundstück getestet wurde! Am Ende dieses Artikels erfahren Sie, wie wichtig die Bodenprüfung im Hochbau ist.

Bodenprüfung im Hochbau

Was ist Bodenprüfung im Hochbau?

Grundsätzlich bezieht sich die Bodenprüfung im Hochbau auf die Untersuchung der Eigenschaften des Bodens in einem Grundstück. Geotechnische Ingenieure oder Ingenieurgeologen führen die Bodenuntersuchungen durch. Die Bodenprüfung liefert die notwendigen Informationen, um mit der Arbeit an Entwurfsüberlegungen (für Fundamente und Erdarbeiten) für diese bestimmte Gebäudekonstruktion zu beginnen.

Die Ergebnisse von Bodenuntersuchungen im Hochbau, beispielsweise der Charakter des Bodens in Bezug auf Wassergehalt, mineralische und chemische Zusammensetzung, entscheiden über die Qualität des für den Bau zu verwendenden Materials. Zum Beispiel erfordert ein hoher Schwefelgehalt im Boden die Verwendung von schwefelbeständigem Zement für den Bau.

Bodenuntersuchungen zeigen die physikalischen und technischen Eigenschaften des Bodens wie Feuchtigkeitsgehalt, Mineralgehalt, Dichte, Permeabilität und Tragfähigkeit. Diese Parameter bestimmen die Art des Fundaments für den Bau. Im Wesentlichen muss das Fundament stark genug sein, um das Gebäudegewicht effektiv auf den darunter liegenden Boden zu übertragen!

Welche Bedeutung hat die Bodenprüfung auf dem Fundament?

Das Fundament ist der erste Schritt des Baus und ein Defekt des Fundaments kann zum Versagen oder zum Einsturz des Gebäudes führen. Grundsätzlich stützt und überträgt das Fundament die Lasten vom Gebäude auf den Boden, ohne Schäden am Gebäude oder an umliegenden Gebäuden zu beeinträchtigen.

Außerdem muss das Fundament das Gebäude vor Schäden durch physikalische Kräfte im Untergrund schützen. Darüber hinaus muss ein starkes Fundament den im Boden vorhandenen chemischen Verbindungen widerstehen, um Korrosion von Eisenstangen zu verhindern, die als Bewehrung verwendet werden.

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Die Eigenschaften des Bodens haben einen großen Einfluss auf die Gestaltung, Stabilität und Nachhaltigkeit der Fundamente, damit sie ihre Funktionen erfüllen können.

Der Wassergehalt im Boden ist ein entscheidender Faktor, der die Art des Fundaments bestimmt. Dies liegt daran, dass das Entfernen von Wasser aus dem Boden dazu führt, dass sich die Bodenpartikel näher zusammenrücken. Andererseits lässt die Absorption von Wasser durch den Boden den Boden anschwellen. Die Art und Weise, wie der Boden auf das Vorhandensein oder Fehlen von Wasser reagiert, hängt vom Bodentyp ab. (Bewegung ist in tonigen Böden höher als in sandigen Böden)

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In ähnlicher Weise kann das Vorhandensein von Vegetation oder Überresten alter geschnittener Bäume zu Bodenbewegungen auf dem Grundstück führen. Die Nähe zu Bergbaugebieten kann zu Bodenbewegungen in großem Maßstab führen! Ebenso, wenn das Grundstück ein entwickeltes Land durch Bodenfüllung ist, wird es schrumpfbaren Boden haben. Solcher Boden braucht mehr Zeit, um sich niederzulassen und kompakt zu werden, um die Lasten vom Fundament zu tragen.

Jede solche Bodenbewegung wirkt sich auf die Fundamentsiedlung aus. Die Änderung des Bodentyps kann dann zu einer übermäßigen Besiedlung oder differentiellen Besiedlung führen, die die Struktur selbst bedroht.

Es gibt verschiedene Bodenprüfmethoden, die helfen können, den geeigneten Fundamenttyp für das Gebäude zu bestimmen.

Welche Arten von Bodenuntersuchungen gibt es im Hochbau?

Im Allgemeinen helfen die folgenden Tests, die Bodenqualität zu bestimmen:

1. Feuchtigkeitsgehaltstest – Dieser Test gibt alle Informationen über Feuchtigkeit oder Wassergehalt des Bodens. Das Know-how des Grundwasserspiegels liefert detaillierte Auswirkungen der Luftfeuchtigkeit auf das Fundament.
2. Atterberg Limits Test – Dieser Test gibt den kritischen Wassergehalt des Bodens unter verschiedenen Bedingungen wie Flüssigkeitsgrenze, Kunststoffgrenze und Schrumpfgrenze an.
3. Spezifisches Gewicht des Bodens – Dieser Test gibt Auskunft über das Hohlraumverhältnis und den Sättigungsgrad des Bodens. Der Wert des spezifischen Gewichts reicht von 2,65 bis 2,85 für Böden, die ideal für den Bau sind. Ein niedrigerer Wert von weniger als 2 bedeutet das Vorhandensein von organischen und porösen Stoffen. Ebenso weist ein Wert über 3 auf das Vorhandensein schwerer Substanzen im Boden hin. Ein idealer Boden für den Bau sollte einen geringen organischen Gehalt, poröse Stoffe und schwere Materialien aufweisen.
4. Trockendichte des Bodens – Dieser Test gibt das Gewicht des Bodens in einem bestimmten Probenvolumen an, so dass der Boden in lose, mitteldichte und dichte Klassifikationen eingeteilt werden kann. Je weniger dicht der Boden ist, desto stärker sollte das Fundament sein.
5. Verdichtungstest – Dieser Test gibt die Verdichtungseigenschaften des Bodens durch Verringerung von Lufthohlräumen im Boden durch Verdichtung an. Die Ergebnisse des Verdichtungstests zeigen die maximale Trockendichte und den optimalen Wassergehalt des verdichteten Bodens.

Warum sollten Sie vor dem Bau einen Bodentest durchführen?

Darüber hinaus liefert die Bodenprüfung Informationen über die Tragfähigkeit des Bodens, die die Belastbarkeit des Bodens bestimmen. Die Siedlungsrate zeigt auch die Geschwindigkeit, mit der sich jede auf dem Boden platzierte Struktur absetzt. Darüber hinaus helfen Bodenprüfmethoden festzustellen, ob das Land einer Absenkung ausgesetzt sein kann, was in Zukunft zu einem Absinken des Gebäudes führen kann.

All diese Parameter helfen, die am besten geeignete Bautechnik für das vorgeschlagene Gebäude zu finden. Es gibt auch ein klares Signal für die Art und Tiefe des Fundaments. Darüber hinaus liefern Bodenuntersuchungen weitere Erkenntnisse zur Vorhersage und Lösung wahrscheinlicher Fundamentprobleme.

Daraus ist ersichtlich, dass der gewählte Fundamenttyp die schwachen Eigenschaften des Bodens verstärken muss. Um das Fundament noch mehr zu stärken, arbeiten Sie nach Möglichkeit daran, die Bodenmerkmale zu verbessern.

Schritt-für-Schritt-Verfahren in der Bodenprüfung:

Schauen wir uns nun das schrittweise Verfahren zur Durchführung von Bodenuntersuchungen im Hochbau an. Unter normalen Umständen führen wir normalerweise den Standard-Penetrationstest durch.

GELTUNGSBEREICH

• Bodenuntersuchungen im Hochbau müssen von qualifizierten geotechnischen Untersuchungsteams durchgeführt werden. Das Team sollte sowohl die Feldarbeit als auch die Laboranalyse der Ergebnisse der Feldarbeit durchführen. Der Arbeitsumfang des Untersuchungsteams würde darin bestehen,
  • die Art der Untergrundschichten am Standort zu ermitteln.
  • Lokalisieren Sie das Vorhandensein des Grundwasserspiegels innerhalb der Erkundungstiefe.
  • Erhalten Sie Bodendaten, die zur Beurteilung des zulässigen Tragdrucks erforderlich sind.
  • Geben Sie geeignete Empfehlungen für die Wahl des Fundamenttyps.

FELDARBEIT

• Am Tag der Bodenuntersuchung würde das Testteam mit allen erforderlichen Messinstrumenten auf der Baustelle eintreffen. Das Messverfahren ist in ISO 22476-3 definiert. Das Einrichten der Messgeräte muss genau erfolgen. Ein geeigneter Punkt auf der Baustelle wird ausgewählt, an dem Proben entnommen werden sollen. Das Einrichten der Instrumente ist zeitaufwändig.
• Um den Standard-Penetrationstest durchzuführen, entnimmt das Untersuchungsteam mehrere Bodenproben von der Baustelle. Sie würden dann an den gewählten Stellen Bohrlöcher bohren.
• Die Bohrungen haben in der Regel einen Durchmesser von ca. 150mm.
• Ein Standard-Spaltrohrprobenehmer mit einem Außendurchmesser von 50,8 mm und einem Innendurchmesser von 30 mm wird durch das Bohrloch getrieben, indem ein schwerer Hammer im freien Fall auf den Antriebskragen fällt.
• Der Sampler wird durch ca.300mm weiter nach unten gefahren.
• Die Anzahl der Schläge, die erforderlich sind, um den Sampler für 300mm anzutreiben, wird notiert. Der „Standarddurchdringungswiderstand“ oder der „N-Wert“ ist die Summe der Anzahl der Schläge, die für die zweiten und dritten 150 mm (6 Zoll) Penetration erforderlich sind.
• Wenn das Eindringen des Probenehmers bei 50 Schlägen weniger als 150 mm oder bei 100 Schlägen weniger als 300 mm beträgt, wird ein Stadium erreicht, das als Verweigerung bezeichnet wird.
• Die Bodenproben und die Tiefe, aus der sie entnommen wurden, werden erfasst. Diese Informationen werden zur weiteren Untersuchung an das Labor weitergegeben.

LABORTESTS

• Labortests werden durchgeführt, um sowohl den Index als auch die technischen Eigenschaften der während des Bohrens gesammelten Bodenproben zu bewerten. Alle Tests werden gemäß den IS-Empfehlungen durchgeführt.
• Nach der Laboruntersuchung würde der Statiker die beste Art von Fundament vorschlagen, die für dieses Grundstück geeignet ist. Dies würde auch von anderen Faktoren wie der Größe des Gebäudes, der Fläche usw. abhängen.

Welche Maßnahmen sind nach Erhalt eines Bodentestberichts zu ergreifen?

Alle Ergebnisse der verschiedenen Bodenprüfmethoden dienen als Input, um die Art des Fundaments für das Gebäude vorzuschlagen. Dies bietet auch eine klare Dimension der empfohlenen Größen von Fundamentkomponenten. Zum Beispiel steht der Wert der Tragfähigkeit (typischerweise eine gewisse Belastung pro Quadratfuß) in direktem Zusammenhang mit allen kritischen Fundamentkomponenten. Schließlich werden alle diese Empfehlungen an ein Fundament oder einen Statiker weitergegeben, der das beste Gebäudefundament für das Grundstück entwerfen kann.

Herausfordernde Ergebnisse eines Bodentests & Lösungen:

Manchmal kann Ihr Bodentestbericht auf lehmigen Boden oder Sand hinweisen. In solchen Fällen ist es möglicherweise nicht ratsam, ein einfaches Schuttfundament für Ihr Haus zu wählen. Betrachten wir nun einige der möglichen Ergebnisse eines Bodentests und seiner Lösungen.

Ton

• Die Tragfähigkeit in gesättigtem Ton ist gering. Dies führt zu schwachen Fundamenten. Die Verwendung von Verdichtungstechniken zum Entfernen von Luft aus den Bodenporen kann dieses Problem bis zu einem gewissen Grad beheben. Es ist angemessener, tiefe Fundamente in dieser Art von Boden zu machen.
• Die Scherfestigkeit (die Belastung, die der Boden aushalten kann) ist bei Nässe gering. Dies führt zu einer hohen Möglichkeit der Bodenkonsolidierung in weichen Tonen. Das Absenken des Grundwasserspiegels, das Vorladen und das Fahren von Pfählen zu Felsen sind die möglichen Lösungen.
• Es kann zu Schwellungen kommen, die die Tonbildung verändern können. Dies kann zur Ausdehnung oder Schwellung der Fundamente führen. Die Lösungen hierfür sind die Aufrechterhaltung eines konstanten Grundwasserspiegels, die Behandlung oder Stabilisierung des Bodens und die Einbeziehung des Quelldrucks in die Planung. Sie können auch versuchen, die Art des Bodens mechanisch zu verändern, aber es könnte eine teure Option sein.

Sand

• Ein häufig beobachtetes Problem ist die übermäßige Ablagerung in nassen und losen Ablagerungen. Dies führt zu einer unterschiedlichen Abrechnung in den Fundamenten. Die Verdichtung von losem Sand kann bis zu einem gewissen Grad zur Lösung dieses Problems beitragen. Sie können auch den Grundwasserspiegel senken, um zu einer Sandverdichtung zu führen.
• Der Begrenzungsdruck von Sand ist normalerweise niedrig und beeinflusst die Tragfähigkeit des Fundaments. Verwenden Sie in solchen Fällen tiefe Fundamente. Die Verdichtung von Sand kann auch verwendet werden, da dies den Zusammenhalt und die Reibung erhöht, was zu einer verbesserten Tragfähigkeit führt

Zusätzliche Lektüre: Verstehen Sie mehr über die Fundamenttypen

Nun, es ist offensichtlich, dass die Bodenprüfung im Hochbau ein langwieriger Prozess ist. Wenn Sie jedoch keine Bodentests durchführen, kann dies zum Versagen der Gebäudestruktur führen. Die Sicherheit Ihrer Gebäudestruktur ist viel wichtiger als die Zeit, der Aufwand und das Geld, die für Bodenuntersuchungen aufgewendet werden. Und es ist immer ratsam, einen erfahrenen Bodenprüfservice wie den von Viya Constructions in Anspruch zu nehmen, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Rufen Sie uns mit Ihren Grundstücksdaten an, um den Bodenprüfungsprozess einzuleiten, und wir helfen Ihnen gerne weiter!