Flachgründung

Als Flachgründung wird im Bauwesen eine Form der Gründung bezeichnet, bei der die Bauwerkslasten direkt unterhalb des Bauwerks über horizontale Flächen in den Baugrund geleitet werden. Unter dem Begriff werden verschiedene Bauformen von oberflächennah errichteten Fundamenten zusammengefasst.

Die Flachgründung wird als Gegensatz zur Tiefgründung verstanden, bei welcher die Fundamente tief in den Untergrund reichen. Dabei ist die Flachgründung in aller Regel kostengünstiger und wird bevorzugt, sofern nicht hohe Lasten und ein wenig tragfähiger Baugrund eine Tiefgründung erforderlich machen.

Heutige Flachgründungen bestehen überwiegend aus Beton, insbesondere aus Stahlbeton. Historisch wurden oft Fundamente aus Mauerwerk errichtet, diese Variante wird heutzutage vor allem aufgrund des hohen Arbeitsaufwandes aber kaum noch ausgeführt.^[1.1] Andere Konstruktionen bestehen auch aus Holz oder Schaumglas.

Flachgründungen können ganz unterschiedliche Formen annehmen. Eine einfache Unterteilung unterscheidet punktförmige, linienförmige und flächenförmige Fundamente.

Ein Einzelfundament, auch Punktfundament genannt, wird in der Regel für eine einzelne Stütze oder ein isoliertes Bauteil, wie z.B einen Schornstein oder ähnliches, errichtet. Eine Sonderform bildet das Köcherfundament, welches auch Kippmomente auf den Untergrund übertragen kann, also eine Einspannung der Stütze bewirkt.

Ein linienförmiges Fundament wird als Streifenfundament bezeichnet. Es übernimmt beispielsweise die Last einer darauf errichteten tragenden Wand. Das Grundprinzip besteht darin, die Wand an ihrem Fuße zu verbreitern, wodurch die Auflast über eine größere Fläche auf den Baugrund übertragen werden kann.^[2] Anstelle einer tragenden Wand kann auch eine Reihe von Stützen mit einem gemeinsamen Streifenfundament gegründet werden. Dies wird auch als Gründungsstreifen bezeichnet.^[1.2]

Ein Plattenfundament wird auch als Fundamentplatte oder Gründungsplatte bezeichnet. Dabei stehen die Wände und/oder Stützen des Gebäudes auf einer gemeinsamen Platte, welche das Fundament bildet. Diese Platte stellt zugleich auch den Raumabschluss nach unten hin dar. Seitlich steht sie oft über die Außenkante der (Keller-)Wände vor.

Eine Fundamentplatte kann auch dazu dienen, dass Eindringen von Wasser zu verhindern. Dies ist der Fall wenn drückendes Wasser ansteht, d. h. bei einem möglichen Anstieg des Wasserstandes über die Fundamentsohle, z. B. in der Nähe von Gewässern oder bei sehr hohem Grundwasserpegel oder Schichtenwasser. In diesem Fall wird die Fundamentplatte mit den Außenwänden zu einer Kellerwanne oder Wannengründung verbunden. Diese muss entsprechend abgedichtet werden, z. B. durch Ausführung als weiße Wanne oder schwarze Wanne.

Neben den oben genannten Basisgeometrien gibt es, analog zu Deckenkonstruktionen, auch weitere Kombinationen bzw. Übergangsformen.^[3.1] Einige Beispiele seien hier genannt:

• Mehrere Einzelfundamente können untereinander mit dünneren Streifen verbunden werden, wodurch ungleichförmige Setzungen reduziert werden.
• Mehrere sich kreuzende Streifenfundamente können zu einem Trägerrost zusammengeschlossen werden, welcher insgesamt wie eine Gründungsplatte wirkt.
• Eine Gründungsplatte kann mit Rippen verstärkt werden (Plattenbalken). Ebenso kann an Stellen größerer Belastung eine größere Plattendicke gewählt werden. Am Übergang der verschiedenen Plattendicken werden dann häufig Vouten angeordnet.
• Fundamente aus Mauerwerk können keine signifikanten Zugkräfte aufnehmen. Anstelle von biegebeanspruchten Fundamentbalken oder Platten wurden daher umgedrehte Bögen (Erdbögen) und Gewölbe ausgeführt.

Flachgründungen müssen bestimmte Anforderungen an Funktion und Sicherheit erfüllen. Man unterscheidet, wie allgemein im Bauwesen üblich, zwischen Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit.

Tragfähigkeit bezieht sich in diesem Kontext darauf, einen Grundbruch, sowie ein Abgleiten oder Kippen des Fundamentes zu vermeiden. Weiterhin kann die Gefahr eines Böschungsbruchs oder, bei Gründungen im Grundwasser, der Auftrieb relevant werden. In den Bereich der Gebrauchstauglichkeit fällt die Einhaltung maximaler zulässiger Setzungen des Gebäudes. Problematisch sind hierbei vor allem ungleichmäßige Setzungen.^[4.1]

Zu den oben genannten Aspekten sind vom Tragwerksplaner die zugehörigen Nachweise zu führen. Diese sind in den entsprechenden technischen Regelwerken beschrieben. Zunächst wird ermittelt, welche Variante einer Flachgründung geeignet ist (siehe unten). Auf Basis der Nachweise erfolgt die Bemessung, also das Festlegen der genauen Abmessungen der Fundamente, bis hin zur Position und Stärke der Bewehrung bei Flachgründungen aus Stahlbeton.

Die im vorherigen Abschnitt vorgestellten Varianten von Flachgründungen weisen verschiedene Vor- und Nachteile auf, welche im Folgenden verglichen werden. Für weiterführende Vergleiche zwischen Flach- und Tiefgründung sowie Maßnahmen bezüglich des Baugrunds wird auf den Artikel Gründung verwiesen.

Einzel- oder Streifenfundamente benötigen deutlich weniger Material als eine durchgehende Fundamentplatte. In der Regel wird diese Variante daher zuerst geprüft. Voraussetzung hierfür ist jedoch, das ausreichend tragfähiger Baugrund vorhanden ist oder durch geeignete Maßnahmen erreicht werden kann.^[3.2]

Eine Fundamentplatte weist demgegenüber durch ihre größere Gründungsfläche den Vorteil einer geringeren Bodenpressung auf. Vor allem werden die Bauwerkslasten sehr gleichmäßig auf den Untergrund aufgebracht, wodurch ungleichförmige Setzungen vermieden werden. Bei nahe beieinander liegenden einzelnen Fundamenten, infolge enger Wand- oder Stützenabstände oder bei großer erforderlicher Fundamentbreite, können sich die Fundamente gegenseitig beeinflussen, was zu einer deutlichen Setzungsvergrößerung führen kann. In solchen Fällen ist es oft günstiger, gleich eine durchgehende Bodenplatte anzuordnen.^[4.2]

Außerdem kann bei der Herstellung von Einzel- oder Streifenfundamenten aus Beton die Schalung recht kleinteilig und komplex werden. Der im Vergleich dazu geringere Arbeitsaufwand für die Schalung einer Fundamentplatte kann daher ebenfalls dazu führen, dass diese die wirtschaftlichere Lösung darstellt.

Eine Fundamentplatte bildet außerdem direkt einen Raumabschluss nach unten. Bei Einzel- oder Streifenfundamenten wird hierfür zusätzlich eine nichttragende, in der Regel dünnere, Bodenplatte erstellt. Eine Fundamentplatte kann auch bei drückendem Wasser wirtschaftlicher sein, da sie einfacher abgedichtet werden kann.^[4.3]

Aufgrund der Nähe zur Oberfläche muss bei allen Formen von Flachgründungen der Einfluss von Frost in Betracht gezogen werden. Beim Gefrieren des Bodens vergrößert dieser sein Volumen. Gefriert der Boden unterhalb des Fundamentes, kommt es daher zu Hebungen und beim anschließenden Auftauen zu Setzungen. Dadurch kann das Bauwerk erheblichen Schaden nehmen. Diese Problematik ist bereits für den Rohbauzustand zu beachten, wenn die Bauzeit innerhalb der Kälteperiode liegt.

Bei der Flachgründung muss daher darauf geachtet werden, dass sie mindestens bis unter die Frostgrenze in den Boden einbindet. Die Höhe der Frostgrenze hängt dabei von den klimatischen Gegebenheiten und der Bodenbeschaffenheit ab. Für Deutschland wird eine mindestens erforderliche Einbindetiefe von 80 cm bis 120 cm angegeben.^[5][3.3]

Bei nicht unterkellerten Bauwerken ohne ausreichende Einbindetiefe kann das Gefrieren von Wasser unter dem Fundament durch eine umlaufende Frostschürze^[3.3] oder einen Frostschirm verhindert werden. Alternativ kann auch der Baugrund unter dem Fundament durch frostsicheres Material (bspw. Schaumglasschüttung) ausgetauscht werden (Frostkoffer).^[6]

Eine Flachgründung wird, im Gegensatz zu einer Tiefgründung, von der Gründungssohle her aufgebaut. Um die Gründungssohle zu erreichen, muss also zunächst eine Baugrube ausgehoben werden. Um hierbei das Nachrutschen von Erdreich zu verhindern, wird gegebenenfalls ein Verbau erforderlich.

Vor dem Bau der Fundamente muss die Gründungssohle eben und in ausreichender Tragfähigkeit vorbereitet sein. Reicht die Tragfähigkeit des natürlichen Untergrunds nicht aus, so können Maßnahmen zur Baugrundverbesserung durchgeführt werden.

Flachgründungen werden häufig in Ortbetonbauweise erstellt. Bei Einzelfundamenten von transportabler Größe kommen jedoch auch Fertigteile zum Einsatz, insbesondere bei Industriehallen.

Bei der Herstellung von bewehrten Fundamenten vor Ort ist zunächst die Erstellung einer etwa 5 bis 10 cm dicken Sauberkeitsschicht aus Magerbeton erforderlich, um die Bewehrung sauber verlegen zu können.^[4.2] Diese Schicht bildet dann gewissermaßen die untere Schalung für die Betonage des Fundaments, wobei an den Seiten weitere Schalelemente notwendig sind. Entscheidend ist vor allem die Sicherstellung einer ausreichenden Betondeckung, um Schäden durch Korrosion des Bewehrungsstahls zu vermeiden. Hierzu werden zunächst Abstandhalter auf der Sauberkeitsschicht platziert, auf denen dann die untere Lage der Bewehrung verlegt werden kann.

Zu beachten ist außerdem das Problem der aufsteigenden Feuchte. Als Abhilfe können beispielsweise eine kapillarbrechende Schicht und PE-Folie noch unterhalb der Sauberkeitsschicht angeordnet werden. Weiterhin kann eine Wärmedämmung unterhalb des Fundaments vorgesehen werden, insbesondere bei Fundamentplatten.

• Norbert Vogt: Flachgründungen. In: Grundbau-Taschenbuch. / Ulrich Smoltczyk (Hrsg. und Schriftl.); Teil 3: Gründungen und geotechnische Bauwerke. / Karl Josef Witt (Hrsg.). 8. Aufl., Ernst, Berlin [2018], ISBN 978-3-433-60732-9, S. 1–78.

• Einfache Flachgründungen. Vorlesungsskript, Lehrstuhl für Grundbau, Bodenmechanik, Felsmechanik und Tunnelbau; Zentrum Geotechnik, Technische Universität München, ohne Jahresangabe. (PDF; 462 kB)

1. ↑ Kohl, Bastian, Neizel: Baufachkunde Hochbau. 19. Auflage. B. G. Teubner, Stuttgart / Leipzig 1998, ISBN 978-3-322-83010-4. 
   1. ↑ S. 54.
   2. ↑ S. 57.
2. ↑ Streifenfundament. www.gartenhaus.de-Internetportal, abgerufen am 25. März 2014. 
3. ↑ Norbert Vogt: Grundbau-Taschenbuch Teil 3: Gründungen und geotechnische Bauwerke. Hrsg.: Karl Josef Witt. 8. Auflage. Ernst und Sohn, 2018, ISBN 978-3-433-60732-9. 
   1. ↑ S. 54.
   2. ↑ S. 4.
   3. ↑ ^{a b} S. 52.
4. ↑ Martin Achmus: Gründungen. In: Nabil a. Fouad (Hrsg.): Lehrbuch der Hochbaukonstruktionen. 4. Auflage. Springer Vieweg, 2013, ISBN 978-3-519-35015-6, doi:10.1007/978-3-8348-8215-8. 
   1. ↑ S. 114.
   2. ↑ ^{a b} S. 115.
   3. ↑ S. 97.
5. ↑ DIN 1054:2010-12 „Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1“, S. 40
6. ↑ Ulf Hestermann, Ludwig Rongen: Frick/Knöll Baukonstruktionslehre 1. 36. Auflage. Vieweg + Teubner, 2015, ISBN 978-3-8348-2565-0, S. 735.