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Sonntag, 23.07.2017
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Pfahlbauten altern sich stabil

Tragfähigkeit nimmt mit der Zeit zu

Pfahlbauten, wie sie beispielsweise für Hafenanlagen verwendet werden, können mit zunehmendem Alter höhere Lasten tragen. Dies hat ein Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) herausgefunden. Positiv auf die Tragfähigkeit wirken sich vor allem Grundwasserschwankungen aus, die zu einer allmählichen Verdichtung des Bodens führen.
Pfahlgründungen sind überall dort erforderlich, wo die Festigkeit des Bodens nicht ausreicht, um direkt darauf Gebäude zu errichten. So stehen beispielsweise in Hamburg viele Gebäude in der Innenstadt wie das Rathaus auf Pfählen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen des Instituts für Geotechnik und Baubetrieb der TUHH stand die Pfahlgründung des 1963 erbauten Kaispeichers A im Hamburger Hafen.

Durch den von der Stadt geplanten Umbau des ehemaligen Kaffee- und Kakaolagers zur Elbphilharmonie Hamburg waren Voruntersuchungen hinsichtlich der Belastbarkeit der bestehenden Gründung erforderlich. "Wir haben am Kaispeicher A eine stark erhöhte Tragfähigkeit seit 1963 ermittelt", erklärt Jürgen Grabe. Über einen derart langen Zeitraum war noch nie zuvor eine Tragfähigkeitssteigerung an einem Bauwerk festgestellt worden.

Gezeiten verdichten den Boden


Zur näheren Untersuchung der Ursachen haben Institutsleiter Grabe und sein Team Probebelastungen mit Hilfe der Finiten Elemente Methode simuliert. Diese Analyse zeigte, dass Grundwasser-Schwankungen für das "Anwachsen", wie das Phänomen in der Fachsprache heißt, eine entscheidende Rolle spielen. Die Schwankungen sind naturgemäß in küstennahen gezeitenabhängigen Gebieten besonders groß. Die zyklische Belastung führt zu einer allmählichen Verdichtung des Bodens. Ein weiterer Grund für die wachsende Tragfähigkeit ist ein verändertes Bodenverhalten durch die Pfahlgründung selbst: Der beim Eindringen des Pfahls nach allen Seiten verdrängte Sandboden legt sich wieder an den Pfahlmantel an.


"Eine derartige zeitliche Steigerung der Tragfähigkeit ist von grundsätzlicher Bedeutung für die Wieder- und Weiterverwendung alter Pfähle", sagt Grabe. "Man kann bei einer signifikanten Tragfähigkeitssteigerung Maßnahmen zur Nachgründung wesentlich reduzieren oder komplett aussparen", sagt der Nachwuchsforscher zur Bedeutung der an der TUHH gewonnenen neuen Erkenntnisse.
(idw - Technische Universität Hamburg-Harburg, 13.03.2006 - AHE)
 
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