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Schottersäulen-Bemessung in Herne: Baugrundverbesserung auf bergbaulich geprägtem Terrain

Gemeinsam lösen wir die Herausforderungen von morgen.

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Ein Fehler, den wir bei Projekten in Herne immer wieder sehen, ist die pauschale Annahme, man könne ein konventionelles Streifenfundament auslegen, ohne die extrem heterogenen Untergrundverhältnisse des Ruhrgebiets zu berücksichtigen. Gerade in Stadtteilen wie Wanne-Eickel oder Herne-Mitte, wo der Boden durch jahrzehntelangen Steinkohlebergbau, verfüllte Schächte und mächtige Auelehm-Schichten der Emscher geprägt ist, endet diese Annahme oft in ungleichen Setzungen und Rissen im Rohbau. Die Herausforderung liegt nicht allein in der geringen Tragfähigkeit des anstehenden Bodens, sondern in der Notwendigkeit, Lasten gleichmäßig in tiefere, tragfähige Horizonte abzuleiten. Ohne eine durchdachte Baugrundverbesserung riskiert man nicht nur Bauschäden, sondern auch Verzögerungen durch Nachtragsforderungen, die jede Kalkulation sprengen. Genau hier setzt eine solide Bemessung von Schottersäulen an, die wir als Geotechnik-Team mit langjähriger Erfahrung im Ruhrgebiet projektbezogen auslegen. Bevor wir in die Details der Säulenbemessung einsteigen, ist es oft sinnvoll, die oberflächennahen Schichten mittels einer Schürfgrube zu erkunden, um die genaue Zusammensetzung der Auffüllungen zu dokumentieren.

Auf den ehemaligen Zechenstandorten in Herne ist die Schottersäule oft die einzige wirtschaftliche Methode, um die geforderten Setzungsmulden unter 2 cm zu halten.

Methodik und Umfang

Die Auslegung folgt in Herne den strengen Vorgaben der DIN EN 14731 für Baugrundverbesserung durch Tiefenrüttler sowie der nationalen Ergänzung in der DIN 4094-1, ergänzt durch die Empfehlungen des Arbeitskreises Baugrundverbesserung der DGGT. Für die spezifischen Bedingungen in Herne, wo die grundwasserführenden Schichten oft bereits wenige Meter unter GOK anstehen und das Risiko von hydraulischem Grundbruch bei ungesicherten Bohrungen besteht, ist das Rüttelstopfverfahren meist die Methode der Wahl. Die Bemessung erfolgt iterativ, wobei wir das Verbundsystem aus Schottersäule und umgebendem Weichboden so modellieren, dass die Säulen die Last konzentriert aufnehmen und über Mantelreibung in den Untergrund abtragen. Dabei wird der optimale Rasterabstand und der erforderliche Durchmesser der Säulen nicht nur nach dem Einheitszellen-Verfahren von Priebe berechnet, sondern auch an die regionaltypischen, kohlehaltigen Feinsande und Schluffe angepasst. Eine begleitende Korngrößenanalyse des anstehenden Bodens ist essentiell, um die Filterstabilität des einzubauenden Schotters gegenüber dem umliegenden Feinmaterial nachzuweisen und innere Erosion langfristig auszuschließen.
Schottersäulen-Bemessung in Herne: Baugrundverbesserung auf bergbaulich geprägtem Terrain
Technisches Referenzbild — Herne

Lokale Besonderheiten

Ein Mehrfamilienhaus mit Tiefgarage am Rand der Innenstadt von Herne, das auf einer knapp 6 Meter mächtigen Wechsellagerung aus Auelehm und locker gelagerten Bergematerialien errichtet werden sollte, zeigte die Risiken einer unzureichenden Baugrundvorbereitung exemplarisch auf. Der Baugrundgutachter hatte ursprünglich eine klassische Bodenverbesserung mit Bindemitteln vorgeschlagen, ohne die Sulfatbelastung der aufgefüllten Waschberge zu berücksichtigen. Bei Wasserzutritt drohte hier eine Ettringit-Treiben verursachende Reaktion, die den Boden hätte aufwölben können. Erst die Umplanung auf eine Bemessung von Schottersäulen, die lastgesteuert in den tragfähigen Emscher-Mergel abgesetzt wurden, brachte die planerische Sicherheit zurück. Das Risiko liegt in Herne also nicht nur in der Weichheit des Bodens, sondern maßgeblich in der chemischen Aggressivität der anthropogenen Auffüllungen, die bei falscher Materialwahl zu langfristigen Hebungen und Schäden an der Bodenplatte führt. Eine enge Abstimmung mit einem geotechnischen Fachplaner, der die lokalen Altlasten- und Grubenbilder des Ruhrgebiets lesen kann, ist daher kein Luxus, sondern die Grundvoraussetzung für eine mangelfreie Ausführung.

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Technische Parameter

ParameterTypischer Wert
BerechnungsverfahrenPriebe-Einheitszelle, FEM (Plaxis 2D/3D) mit Soft-Soil-Creep-Modell
Säulendurchmesser0,40 m bis 0,80 m je nach Rüttlertyp und Tiefe
Tiefenbereichi.d.R. 4,0 m bis 12,0 m, abgestimmt auf Einschermergel-Oberkante
RasteranordnungDreiecks- oder Quadratraster, Achsabstand 1,5 m bis 3,0 m
Flächengründungsverhältnis10 % bis 25 % je nach Steifemodul des Weichbodens
SetzungsreduktionZielwert ≤ 2 cm für Wohn- und Gewerbebauten
QualitätssicherungProbebelastung (Lastplattendruckversuch) und Rüttelprotokollierung nach DIN EN 14731

Zugehörige Fachleistungen

01

Geotechnische Vorbemessung & Variantenstudie

Wir analysieren das anstehende Bodenprofil auf Basis der Drucksondierungen und erstellen eine parametrisierte Vergleichsrechnung zwischen konventioneller Gründung und Schottersäulen. Sie erhalten eine belastbare Entscheidungsgrundlage, die auch die besonderen Bergbau-Risiken in Herne bewertet.

02

Detaillierte Schottersäulen-Bemessung

Auf Grundlage der Priebe-Methode oder mittels Finite-Elemente-Simulationen legen wir Raster, Durchmesser und Einbindetiefe so fest, dass die Gesamtsetzung und die Differenzsetzungen die zulässigen Grenzwerte der DIN 4019 sicher unterschreiten. Die Materialanforderungen an den Schotter werden in einer filterstabilen Kornabstufung definiert.

03

Qualitätsüberwachung und Probebelastung

Während der Ausführung überwachen wir die Rüttelparameter und führen nach Abschluss der Arbeiten Lastplattendruckversuche auf der Arbeitsebene durch, um die erreichte Tragfähigkeit und den Verdichtungsgrad nachzuweisen, bevor die Bodenplatte betoniert wird.

Geltende Normen

DIN EN 14731:2005 — Baugrundverbesserung durch Tiefenrüttler, DIN 4094-1:2002 — Baugrund; Felduntersuchungen; Drucksondierungen, DGGT — Empfehlungen des Arbeitskreises 'Baugrundverbesserung', DIN EN ISO 17892 — Geotechnische Erkundung und Untersuchung – Laborversuche an Bodenproben, Vorgaben der Bezirksregierung Arnsberg zu Bergbaufolgenutzung und Baugrundrisiken

Häufige Fragen

Ab welcher Bauwerkslast ist die Bemessung von Schottersäulen in Herne wirtschaftlich sinnvoll?

Eine pauschale Grenze gibt es nicht, da die Herstellungskosten mit der Tiefe und dem Raster variieren. Für ein typisches Mehrfamilienhaus in Herne-Mitte mit mäßig weichen Böden liegen die Kosten für Bemessung und Ausführung im Bereich von 1.500 € bis 5.420 €, abhängig vom erforderlichen Erkundungsumfang und dem gewählten Berechnungsmodell. Die Wirtschaftlichkeit ergibt sich aus der Einsparung von Tiefgründungen oder massiven Bodenplatten.

Warum sind Schottersäulen in Herne oft besser geeignet als eine Misch-In-Situ-Bodenverbesserung?

In Herne und dem nördlichen Ruhrgebiet finden sich häufig sulfathaltige Kippenböden und aufgefüllte Bergematerialien. Während eine Bindemittelzugabe hier zu Treiberscheinungen und langfristigen Hebungen führen kann, sind Schottersäulen aus inertem Gesteinsmaterial chemisch unkritisch und stellen eine dauerhaft stabile und durchlässige Verbesserung dar.

Wie tief müssen die Schottersäulen in Herne normalerweise abgeteuft werden?

Das hängt von der Lage der tragfähigen Schicht ab. In Herne ist das oft der Emscher-Mergel, der je nach Stadtteil zwischen 4 und 12 Metern Tiefe ansteht. Die Säulen werden in der Regel so bemessen, dass sie den Mergel mindestens einen Meter einbinden, um eine sichere Lastabtragung über Fußwiderstand und Mantelreibung zu gewährleisten.

Welche Nachweise sind für die Bauabnahme in Herne vorzulegen?

Zur Bauabnahme sind das Rüttelprotokoll jeder einzelnen Säule gemäß DIN EN 14731, die Dokumentation des eingebauten Schottermaterials sowie die Ergebnisse der Lastplattendruckversuche vorzulegen. Zusätzlich ist eine abschließende geotechnische Stellungnahme erforderlich, die die erreichte Tragfähigkeit und die Einhaltung der Setzungsprognose bestätigt.

Standort und Servicegebiet

Wir betreuen Projekte in Herne und seinem Großraum.

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