Definition:

Unter Spezialtiefbau versteht man Bauverfahren, die, ganz allgemein gesprochen, die Eigenschaften eines Baugrundes verbessern. Weiterhin sind im hier auch solche Maßnahmen zusammengefasst, die bei der Herstellung von Baugruben und Gründungen eine wichtige Rolle spielen.  

In der Regel werden für Maßnahmen des Tiefbaus statische Nachweise erforderlich, die die Wirksamkeit der gewählten Verfahren eindeutig nachweisen. Diese statischen Nachweise werden durch einen unabhängigen Prüfingenieur geprüft.  

Voraussetzungen:

Allen Baumaßnahmen, die sich im Baugrund abspielen, geht ein Baugrundgutachten voraus, welches Informationen bezüglich der Zusammensetzung der einzelnen Bodenschichten, den Materialkennwerten und den Grundwasserständen gibt. Auf der Basis der einzelnen Bodenkennwerte gibt der Baugrundgutachter Rechenwerte an, die für die statischen Berechnungen von Bedeutung sind. 

Anwendungsfälle des Stezialtiefbaus:

Einer der Hauptanwendungsfälle ist die Bodenverbesserung.

Sind im Baugrundgutachten Bodenschichten identifiziert, die für Bauwerke und zum Beispiel Verkehrsbaumaßnahmen, wie Straßen- und Eisenbahntrassen, nicht ausreichend tragfähig sind, werden Bodenverbesserungsmaßnahmen geplant.  

Der einfachste Fall einer Bodenverbesserung stellt den Austausch der nicht tragfähigen Bodenschicht durch eine Bodenschicht mit definierten Eigenschaften, die den Anforderungen aus der Baumaßnahme genügen, dar. Dieses Verfahren kommt dann zur Anwendung, wenn die auszutauschende Bodenschicht oberflächennah angetroffen wurde.  

Bodenverbesserungsmaßnahmen für tiefliegende Bodenschichten können z. B. Hochdruckinjektionen sein, die durch unter hohem Druck eingepresste Zementsuspension das Bodenmaterial stabilisieren und verfestigen. Die Zementsuspension verbindet sich mit dem Bodenmaterial und führt damit zu verbesserten Festigkeiten.  

Ein anderes Verfahren stellt das sogenannte Düsenstrahlverfahren dar. Hier wird unter sehr hohem Druck eine dem Anwendungsfall angepasste Zementsuspension über ein Gestänge in den Boden eingebracht. Durch das Drehen und langsames Ziehen des Gestänges wird der Boden komplett aufgebrochen und mit der Suspension vermischt. Bei diesem Verfahren entsteht eine Bodensäule, die durch die Vermischung mit der Zementsuspension eine hohe Festigkeit erhält. Es können auch flächige Bodenverfestigungen erreicht werden, indem die einzelnen Säulen in einem dichten Raster angeordnet werden.  

Weitere Anwendungsfälle sind Spezialgründungen. In der Regel werden hier nicht ausreichend tragfähigen Bodenschichten über Pfähle überbrückt. Letztendlich bedeutet dieses, dass die Pfähle die Lasten durch die schlechten Bodenschichten in eine Ebene transportieren, die eine ausreichende Tragfähigkeit hat.  

Ein zusätzliches Anwendungsfeld sind Baugrubenumschließungen. Für die Herstellung von Bauwerken im Baugrund wie z. B. Keller, Tiefgaragen und Tunnel werden teilweise tiefe Baugruben hergestellt. Um die Baugrubenwände zu sichern, werden Wände aus Bohrpfählen, als Stahlträgerverbau mit Ausfachung (der sogenannte Berliner Verbau) oder aus Schlitzwänden hergestellt. Diese tragenden Wände werden vorab im Baugrund hergestellt. Danach wird der Boden innerhalb der Baugrube ausgehoben. Zur zusätzlichen Sicherung der Baugrubenwand werden horizontale Aussteifungen über in den Baugrund eingebaute Anker oder über Steifenlagen, die die Baugrubenwände gegeneinander abstützen, eingebaut. Mit diesen Verfahren können sehr tiefe Baugruben hergestellt werden.  

Ein Sonderthema des Spezialtiefbaus sind Baugrubenabdichtungen. Werden Baugruben in Bodenschichten hergestellt, in denen Grundwasser vorhanden ist, müssen Abdichtungsebenen hergestellt werden, die das Eindringen des Grundwassers in die Baugrube verhindern. Eine solche Abdichtung kann z. B. über eine Weichgelsohle erfolgen. Dieses Verfahren kommt im Wesentlichen in sandigen Böden zur Anwendung. Die Poren in dem Sandboden werden mit dem sogenannten Weichgel unter hohem Druck aufgefüllt, wobei das Grundwasser verdrängt wird. Dadurch wird der Boden soweit abgedichtet, dass kein Wasser durch diese verbesserte Schicht durchdringen kann.  

Eine weitere Möglichkeit ist die Anwendung des Düsenstrahlverfahrens, welches die Poren durch unter sehr hohen Druck über eine Zementsuspension verschließt. Wie eingangs schon beschrieben, wird der Boden bei diesem Verfahren aufgebrochen und mit der Zementsuspension vermischt, so dass eine wasserdichte und tragfähige Schicht erzeugt wird.  

Zusammenfassung:

Der Spezialtiefbau, wie beispielsweise die Firma NGT Neue Gründungstechnik Spezialtiefbau GmbH, repräsentiert ein umfassendes Gebiet von Bodenverbesserungsmaßnahmen und Sonderanwendungen zur Herstellung von Gründungen und Baugruben, welches ein umfangreiches Spezialwissen erfordert. Für die Herstellung der beschriebenen Anwendungsfälle sind Spezialgeräte erforderlich, die spezialisierte Baufirmen zur Verfügung haben.