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ARNSBERG
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Bemessung von Schottersäulen in Arnsberg – Tragfähigkeit im Ruhrtal sichern

Fachkundig. Gründlich. Effizient.

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Der Baugrund im Arnsberger Stadtgebiet stellt Planer immer wieder vor Herausforderungen. Die Talauen der Ruhr und der Möhne bestehen aus jungen, wenig tragfähigen Auelehmen und locker gelagerten Sanden, während die Hanglagen von verwitterten Schiefertonen des Oberkarbons geprägt sind. Für Bauwerke, die Setzungen im Millimeterbereich erfordern, reichen konventionelle Flachgründungen in diesen Zonen oft nicht aus. Die Bemessung von Schottersäulen bietet hier einen wirtschaftlichen Weg, den Boden gezielt zu verbessern. Wir kombinieren die Auslegung nach Eurocode 7 (EN 1997-1:2004) mit Erkenntnissen aus lokalen CPT-Versuchen und Bohrsondierungen entlang der Ruhrterrassen, um das Tragverhalten präzise vorherzusagen.

In den Arnsberger Auelehmen erreichen wir mit Schottersäulen eine Tragfähigkeitssteigerung um das Drei- bis Vierfache gegenüber dem unbehandelten Boden.

Unsere Leistungsbereiche

Vorgehen und Leistungsumfang

In einem aktuellen Projekt am Neheimer Kopf wurde ein viergeschossiger Wohnbau mit Tiefgarage direkt auf der Niederterrasse der Ruhr geplant. Der Untergrund zeigte bis in 4,5 m Tiefe organische Weichschichten mit undränierter Scherfestigkeit unter 15 kPa. Eine reine Pfahlgründung schied aus Kostengründen aus. Wir legten ein Raster aus Schottersäulen mit 0,80 m Durchmesser und einem Achsabstand von 2,10 m aus, kombiniert mit einer lastverteilenden Bodenplatte. Die Nachweise gegen Grundbruch und für die zulässige Setzung führten wir auf Basis von Triaxialversuchen am verdichteten Stopfmaterial und der Mantelreibung im umgebenden Weichboden. Die rechnerische Endsetzung unter Volllast blieb unter 2 cm.
Bemessung von Schottersäulen in Arnsberg – Tragfähigkeit im Ruhrtal sichern
Technische Referenz — Arnsberg

Örtliche Baugrundfaktoren

Das Einbringen der Säulen erfolgt mit einem Tiefenrüttler, der im Trocken- oder Nassverfahren arbeitet. In Arnsbergs innerstädtischen Lagen mit engen Zufahrten und sensibler Nachbarbebauung setzen wir bevorzugt das trockene Verfahren mit Schleusenaufgabe ein, weil es weniger Wasser benötigt und die Erschütterungen kontrollierbar bleiben. Das größte Ausführungsrisiko liegt in der unvollständigen Verdichtung im Bereich von Torflinsen oder eingeschlossenen Weichschichten, die in den Altarmen der Ruhr vorkommen. Wir begegnen dem durch eine lückenlose Rüttelprotokollierung mit Energieaufzeichnung und stichprobenartige Lastplattendruckversuche direkt auf dem Säulenkopf, um die geforderte Bettungsmodul-Erhöhung nachzuweisen.

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Referenznormen

DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7, Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik), DIN 4017:2006-03 (Grundbruchberechnung), DIN 4094-3:2002-01 (Baugrund – Sondierungen, Ramm- und Rüttelsondierungen), DIN 18196 (Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke)

Typische Werte

ParameterTypischer Wert
Säulendurchmesser (Standard)0,60 – 1,00 m
Typischer Rasterabstand1,80 – 2,50 m (Dreiecks-/Quadratraster)
Verbesserungsfaktor n₀ (Auelehm)2,5 – 4,0
Erforderlicher Reibungswinkel Stopfsäule≥ 38° nach Verdichtung
Setzungsreduktion40 – 75 % je nach Flächenverhältnis
Tiefenbegrenzung (Rüttelstopfverfahren)bis ca. 15 m bei mittelschwerem Gerät
Prüfverfahren (Gütenachweis)Lastplattendruckversuch pro 500 m²
BemessungsnormDIN 4017 / EN 1997-1

Fragen und Antworten

Ab welcher Bauwerkslast sind Schottersäulen in Arnsberg sinnvoll?

Das hängt weniger von der reinen Last als von der Setzungsempfindlichkeit des Bauwerks und der Mächtigkeit der Weichschichten ab. In Arnsbergs Auenbereichen empfehlen wir die Bemessung von Schottersäulen ab geschätzten Setzungen über 3 cm unter charakteristischer Last oder wenn die zulässige Bodenpressung unter 120 kN/m² fällt. Bei einem üblichen Einfamilienhaus mit Keller im Ruhrtal ist das fast immer relevant.

Mit welchen Kosten muss ich für die Bemessung rechnen?

Für eine belastbare Bemessung inklusive der erforderlichen Baugrunderkundung liegen die Planungskosten je nach Säulenraster und Bauwerksgröße zwischen €1.180 und €5.040. Der Preis richtet sich nach dem Umfang der Laborversuche und ob eine numerische Vergleichsrechnung (FEM) erforderlich ist.

Wie wird die Qualität der eingebauten Säulen nachgewiesen?

Wir setzen auf eine Kombination aus kontinuierlicher Rüttelprotokollierung und stichprobenartigen Lastplattendruckversuchen. Pro 500 m² behandelter Fläche wird mindestens ein Plattendruckversuch auf einem freigelegten Säulenkopf durchgeführt. Der Verformungsmodul Ev2 muss den in der Bemessung angesetzten Wert erreichen. Die Protokolle und Prüfzeugnisse gehen in die Bauabnahme ein.

Können Schottersäulen auch in den Hanglagen um Arnsberg eingesetzt werden?

Ja, allerdings mit angepasster Geometrie. In Hanglagen mit verwittertem Schieferton geht es meist nicht um Setzungsreduktion, sondern um die Erhöhung der inneren Scherfestigkeit des Hanges. Dann ordnen wir die Säulen in Reihen quer zur Falllinie an und bemessen sie als durchlässige Drainelemente, die Porenwasserüberdrücke abbauen. Die Standsicherheit des Gesamthangs wird nach DIN 4084 nachgewiesen.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Arnsberg und Umgebung.

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