Gründungsmethoden für Stahlhallen

Der Bau von Stahlhallen ist ohne die Errichtung von Fundamenten nur schwer vorstellbar. Sie sind unerlässlich, um das Bauwerk zu stabilisieren und ihm einen festen Halt im Boden mit einer gewissen Geschlossenheit zu geben. Im folgenden Artikel möchten wir Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Arten von Fundamenten und ihre Rolle bei der Sicherung von Stahlhallen geben. Wir laden Sie ein, weiterzulesen.

Fundamente und ihre Rolle im Großbau

Das Fundament ist eine Stahlbetonkonstruktion, die die Grundlage für praktisch jedes Gebäude bildet. Bei großen Bauvorhaben kommt ihm eine besonders wichtige Rolle zu. Die wichtigsten Funktionen, die das Fundament erfüllt, sind vor allem

• Schaffung einer soliden, tragenden Basis für die gesamte Struktur des Großbaus,
• die Stabilisierung der Lage des Gebäudes im Verhältnis zum Boden,
• Erhöhung der strukturellen Festigkeit der Stahlhalle,
• die gleichmäßige Verteilung der Baulast im Boden,
• die Verschiebung von Erdmassen in unmittelbarer Nähe des Gebäudes zu verhindern.

Die Gestaltung und die Lage der Fundamente hängen also nicht nur von der Größe (Fläche) des Bauvorhabens ab, sondern auch von der Art und der Beschaffenheit des Bodens, seiner Neigung, dem Vorhandensein von Wasser und einer Reihe anderer Faktoren, die einen erheblichen Einfluss auf die auf die Stahlhalle wirkenden Kräfte haben.

Besonderheiten von Stahlhallen im Zusammenhang mit dem Fundamentbau

Stahlhallen sind Bauwerke, die aufgrund ihrer Form und ihres Verwendungszwecks einer Vielzahl von Kräften ausgesetzt sind. Zunächst einmal sind große Bauwerke Kräften ausgesetzt, die sich beispielsweise aus der ungleichmäßigen Belastung des Gebäudes, der unterschiedlichen Beschaffenheit des Bodens (auf einer so großen Fläche) und den Witterungsbedingungen ergeben, die periodisch auf den Boden einwirken.

Eine so große Fläche muss sowohl im Sommer, wenn die Bodenbeschaffenheit relativ hoch ist, als auch im Winter, wenn (bis zu einer gewissen Tiefe) Bodenfrost herrscht, geschützt werden. Auch die Art der Nutzung des Gebäudes ist wichtig. Die Fundamente werden für ganzjährig genutzte Gebäude und für temporäre Hallen unterschiedlich gebaut.

Arten von Stiftungen – was ist wissenswert?

Die allgemeine Einteilung der Fundamente ist recht einfach. Wir unterscheiden zwischen flachen und tiefen Strukturen. Wir wollen herausfinden, welche Gründungsart für eine bestimmte Stahlhalle am besten geeignet ist.

1. Große Stahlhallen, die ganzjährig genutzt werden, werden in der Regel auf Flachgründungen gebaut. Diese bestehen aus einer einfachen Längsbewehrung, die unter anderem aus Stahlstäben besteht. Dadurch kann ein ganzjährig genutztes Bauwerk unabhängig von der Jahreszeit (und damit auch bei Tauwetter im Frühjahr) nicht unter seinem Eigengewicht zusammenbrechen. Darüber hinaus ist eine solche Konstruktion auch relativ kostengünstig, da der Estrich nur unter den Füßen und nicht um den gesamten Umfang der Stahlhallenkonstruktion herum hergestellt wird.
2. Kleinere Industriehallen, die periodisch (saisonal) genutzt werden, erfordern ein etwas anderes Fundamentsystem. In diesem Fall werden hauptsächlich Fundamentplatten verwendet. Es lohnt sich, sich für sie zu entscheiden, wenn der Boden zu schwach ist. Dank der Verwendung von Platten wird das Gewicht des Gebäudes auf die gesamte Fundamentfläche verteilt.

Eine Alternative zu den oben genannten Lösungen sind die so genannten Tiefgründungen, die auch als Gründungspfähle bezeichnet werden. Sie werden viel seltener eingesetzt als Flachgründungen, sind aber in manchen Situationen sehr nützlich. In welchen Situationen?

• Wenn das Fundament auf einem zweischichtigen Baugrund ruht. In diesem Fall durchstoßen die Pfähle die oberste, schwächere Schicht und dringen tief in Schichten ein, die sich durch eine erhöhte Kohäsion auszeichnen (z. B. harter Boden, Ton oder Fels).

• Wenn bei der Konstruktion einer Stahlhalle punktuelle, konzentrierte Lasten berücksichtigt werden. Dazu gehören Maschinenparks, Hochregallager oder Wassertanks.

Planung und Bau von Fundamenten – was ist zu beachten?

Bevor der Bauherr mit dem Gießen des Fundaments beginnen kann, muss dessen Aufbau richtig geplant werden. Dazu werden mit Hilfe von Simulationswerkzeugen die auftretenden Lasten innerhalb der Gründungsstruktur und der Stahlhalle selbst geplant. Berücksichtigt werden unter anderem:

• die strukturellen Lastcharakteristika der Halle,
• die Art der verwendeten Konstruktion
• die Beschaffenheit des Bodens,
• die Verwitterungsanfälligkeit,
• Entwässerungssystem, usw.

Das größte Problem bleibt die Beurteilung der Beschaffenheit und der Eigenschaften des Bodens. Zu diesem Zweck müssen geeignete geologische Untersuchungen in den für das Projekt vorgesehenen Tiefen durchgeführt werden.

Bodeneigenschaften und Gründungsplanung

Bei den geotechnischen Untersuchungen geht es in erster Linie darum, die Fähigkeit des Bodens zur Aufnahme von Grundwasser zu beurteilen. Je größer die Kapazität ist, desto größer ist die Gefahr, dass der Zusammenhalt der Fundamente nachlässt, was bei solch massiven Bauwerken zu deren völliger Zerstörung führen kann. Es liegt in der Verantwortung des Bauleiters, diese Tests in Auftrag zu geben, bevor das Team von Bauunternehmern mit den Arbeiten in dem Gebiet beginnt, in dem das Projekt errichtet werden soll.

Welche Bodenarten sind aus der Sicht des Bauunternehmers am vorteilhaftesten? Torf, Schluff und Ton sind Böden, die zum Rutschen neigen. Daher kann die Gründung eines Fundaments auf ihnen zu allmählichen Schäden und sogar zu Rissen führen. Anders verhält es sich bei Fels, Sand oder Kies. Hier haben wir es mit einem Untergrund mit erhöhter Bindekraft zu tun. Ja, bei Sand führen Niederschläge zu einer Verringerung der Kohäsion, aber dieses Problem kann z. B. durch ein spezielles lineares Drainagesystem gelöst werden.

Externe Faktoren, die die Art des Fundaments beeinflussen

Klima und seine Eigenschaften

Das Klima ist einer der wichtigsten Faktoren, die bestimmen, welche Art von Fundament für eine bestimmte Investition geeignet ist. Tatsache ist, dass wir in Polen mit ziemlich unwirtlichen Wetterbedingungen (Regen, Schnee und Frost) zu kämpfen haben, was aber nicht bedeutet, dass die Sicherung von Fundamenten unmöglich ist. Wenn es an einem bestimmten Ort häufig zu Überschwemmungen kommt, ist es sinnvoll, die Fundamente durch Isolierung vor Feuchtigkeit zu schützen.

Grundwasser und seine Auswirkungen auf das Fundament

Ein weiterer Faktor, der bei der Planung des Fundaments für eine Stahlhalle berücksichtigt werden muss, ist der Grundwasserspiegel. Genauer gesagt handelt es sich dabei um die Tiefe, in der es möglich ist, bis zum Grundwasserleiter „hinunterzugraben“. Wenn die Schicht sehr tief ist, ist es ausreichend, flache Fundamente zu verwenden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Struktur nicht der Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Liegt der Grundwasserspiegel jedoch viel tiefer, bleibt nur der Einsatz von Drainagen oder die Konstruktion der Gründungssohle, die dem hydrostatischen Druck standhält.

Abschätzung der Auswirkungen der Konstruktion

Bei der Wahl eines Gründungsentwurfs ist es auch wichtig zu beurteilen, welche Auswirkungen er auf die Umgebung haben wird. Der Boden ist oft unvorhersehbar, und Änderungen seiner Parameter müssen berücksichtigt werden. Bei der Planung des Fundaments sollte diese „Fehlermarge“ berücksichtigt werden, damit die Investition über viele Jahre hinweg ihren Zweck erfüllt. Ein weiteres Problem ist das Vorhandensein von Bäumen. Deren wachsende Wurzeln könnten die Fundamente beschädigen, weshalb sie geschützt werden müssen.

Es ist auch möglich, dass sowohl die Stahlhalle selbst als auch die auf dem Gelände durchgeführten Arbeiten zu Schäden an den benachbarten Grundstücken führen können. Die Planung muss daher so erfolgen, dass die Integrität der benachbarten Gebäude (und der dortigen Bebauung) in keiner Weise beeinträchtigt wird.

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