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Über dieses Buch

Mit diesem Handbuch schließt der Autor eine wesentliche Lücke in der Fachliteratur. Alle Bereiche der Baugrunderkennung sind in dem umfassenden Grundlagenwerk detailliert und praxisnah erläutert, wichtige Geräte und Werkzeuge ausführlich nach dem neuesten Stand der Technik beschrieben. Der Autor geht dabei auch auf die hohen Risiken in der Grundbautechnik in Verbindung mit dem Thema Arbeitssicherheit ein. Das Buch ist ein Muss für alle Fachingenieure mit Schwerpunkt Spezialtiefbau und Grundbautechnik im Studium und in der Praxis!

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

A. Die Baugrunderkundung

Zusammenfassung
Der Baugrund gehört strenggenommen zu den Baustoffen. Über dessen Beschaffenheit und Eigenschaften müssen bei der Planung eines Bauvorhabens ausreichend gesicherte Erkenntnissen vorliegen. Durch die Verknappung und damit Verteuerung des Baugrundes wird inzwischen zwangsläufig auch auf Bereiche zurückgegriffen, deren Eignung als Baustoff nur unter bestimmten bautechnischen Maßnahmen (z. B. Sondergründungen) möglich ist. Diese Sondermaßnahmen gewinnen zunehmend erheblichen Einfluss auf die Baukosten.
Heinrich-Otto Buja

B. Historische Entwicklung in der Bohrtechnik

Zusammenfassung
Obwohl die Ursprünge der Bohrtechnik bis zu 4000 Jahre zurückreichen, begann die nachweisliche Entwicklung in Europa erst gegen Ende des Mittelalters. Auf der Suche nach Wasser, Salz, Edelmetallen und später auch Erz haben die Menschen schon Bohrleistungen erbracht, die uns heute schwer vorstellbar sind. Man muss zwangsläufig zu der Annahme gelangen, dass unsere Vorfahren über Werkzeuge und Methoden verfügten, die uns bis heute verborgen geblieben sind.
Heinrich-Otto Buja

C. Grundzüge der Ingenieur-Geologie

Zusammenfassung
Wie die Geschichte aller Völker und Zeiten lehrt, hängt die Entwicklung eines Volkes, sein wirtschaftliches Leben sowie sein geistiger und kultureller Aufstieg weitgehend von der Beschaffenheit des Bodens, insbesondere den Mineralvorkommen und den Energiequellen, seines Landes ab. Auf dem Boden wachsen die für seine Ernährung und das Leben notwendigen land- und forstwirtschaftlichen Erzeugnisse. Die Gesteins-Ablagerungen bergen die für die Volkswirtschaft wertvollen mineralischen Rohstoffe, wie Brennstoffe, Salze und Erze. Die Erdkruste selbst baut sich aus verschiedenartigen Gesteinen auf, die Bau- und Industriezwecken dienen. In ihren Schichten fließt das zur Erhaltung des Lebens unentbehrliche Grundwasser. Auch die für die Gesunderhaltung so wichtigen Heilquellen und Mineralwässer entspringen dem Boden. Schon daraus geht hervor, welche Bedeutung eine genaue Kenntnis des Erdbodens und zwar seiner äußeren Oberflächenformen, seiner gesteinsmäßigen Zusammensetzung, seines inneren Aufbaus, seiner Mineralvorkommen und ihrer Bildungsgeschichte besitzt. Von ganz besonderem Wert sind diese Kenntnisse für den Bauingenieur, dessen Aufgabe es ist, auf bzw. in diesem Boden Gebäude, Verkehrswege (z. B. Gleisanlagen, Straßen, Tunnel) und Versorgungseinrichtungen (z. B. Trink- und Abwasserversorgung, Strom- u. Telefonleitungen) zu planen und zu bauen. Dieses Wissen soll die Geologie1, d. h. die Lehre von der Erde im Sinne der Erforschung. der Erdgeschichte, vermitteln. Genauer gesagt, ist unter Geologie die Lehre von der stofflichen Zusammensetzung, dem Aufbau und der Entwicklungsgeschichte unserer Erde sowie des Lebens auf der Erde zu verstehen.
Heinrich-Otto Buja

D. Bohrtechnik

Zusammenfassung
Bohrungen dienen sehr unterschiedlichen Zwecken. Eine Definition nach Bohrtiefen ist wenig sinnvoll. Andererseits sind die allgemein verwendeten Begriffe wie Flachbohrungen, Trockenbohrungen, Schürfbohrungen, Tiefbohrungen, Großlochbohrungen sehr verwirrend und zum Teil unzutreffend beschrieben. So wird der Begriff „Trockenbohrung“ so definiert: „Wird das Bohrgut periodisch in einem Bohrwerkzeug gefördert, so spricht man vom „Trockenbohren“. Dabei ist unerheblich, ob die Bohrarbeit über oder unter dem Grundwasserspiegel erfolgt. Bei einer Kernbohrung mit Wasserspülung wird das Bohrgut bzw. der Bohrkern ebenfalls periodisch gefördert; trotzdem gilt dieses Verfahren nicht als Trockenbohrung. Auch für den Begriff „Flachbohrung“ variieren die Teufenangaben in der Literatur von 300 bis 1500 m. In der Erdölbohrtechnik bezeichnet man z. B. Bohrungen unter 500 m Teufe als Flachbohrungen und solche über 500 bis 5000 m Teufe als Tiefbohrungen. Alle tieferen Bohrungen (über 5000 m Teufe) gelten als übertiefe Bohrungen. Ebenso ungeklärt ist die Definition der Großlochbohrungen und Bohrungen mit kleinen Durchmessern. Vorschläge gehen dahin, jede Bohrung, die drehend nach dem direkten oder indirekten Spülverfahren und nicht mehr mit einem handelsüblichen Dreikegelrollenmeißel, also größer als 26“ ≈ 600 mm, niedergebracht wird, als Großlochbohrung zu bezeichnen.
Heinrich-Otto Buja

E. Geräte und Werkzeuge

Zusammenfassung
Abgesehen von kleineren Baumaßnahmen und den in Kap. A beschriebenen Voruntersuchungen, werden Baugrunduntersuchungsarbeiten heute vorwiegend mit technisch ausgereiften Bohrgeräten und Bohrwerkzeugen ausgeführt. In den letzten Jahren hat hier eine enorme Entwicklung stattgefunden. Die Geräte ermöglichen nicht nur einen schnellen Transport und ein einfaches Umsetzen, sondern erlauben hohe Bohrleistungen mit einem geringen Personalaufwand. Die übliche Bohrkolonnengröße beträgt heute zwei Mann. Besonders die deutsche Bohrgeräteindustrie hat sich auf dem Bereich der leichten und mittelschweren Bohrgeräte spezialisiert. Es werden daher im Weiteren nur Geräte und Werkzeuge aus deutscher Produktion vorgestellt und besprochen.
Heinrich-Otto Buja

F. Baugrunderkundungsbohrungen

Zusammenfassung
Dieses Kapitel soll neben der allgemein gültigen Information den Ausführenden (Auftragnehmer) unterstützen, die Arbeiten unter Ausnutzung der ihm zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten und Beachtung der geltenden technischen und vertraglichen Vorschriften auszuführen.
Heinrich-Otto Buja

G. Bohrergebnisse erkennen und dokumentieren

Zusammenfassung
Zur Auswertung der Bohrergebnisse gehört
  • den Boden bzw. Fels richtig erkennen
  • den Boden bzw. Fels zutreffend beschreiben
  • die Ergebnisse dokumentieren
Heinrich-Otto Buja

H. Grundwassermessstellen

Zusammenfassung
Unter einer GW-Messstelle (alte Bezeichnung: Mess- und Beobachtungspegel) wird im allgemeinen ein Klein- oder Minibrunnen verstanden, in dem der Wasserstand gemessen bzw. kontrolliert wird und aus dem Wasserproben zur näheren Untersuchung der Trinkwasserqualität entnommen wird. Für diese Messpegel ist inzwischen die offizielle Bezeichnung Grundwasserbeschaffenheitsmessstelle, abgekürzt GBM, gewählt worden. Teilweise kann man auch noch die sehr unzutreffenden und unglücklichen Ausdrücke GW-Beprobungsmessstelle oder GW-Beprobung lesen bzw. hören. Warum statt der eindeutigen Bezeichnung Grundwasssermessstelle (GWM) die Bezeichnung Grundwasserbeschaffenheitsmessstelle gewählt wurde, ist schlechthin unerklärlich. In der Praxis werden gleichwohl die GW-Messstellen für eine Vielzahl von Untersuchungen und Messungen genutzt. Zu diesen gehören Wasserstandsmessungen, hydraulische Tests sowie geophysikalische und geomechanischen Messungen.
Heinrich-Otto Buja

I. Untersuchungen im Bohrloch

Zusammenfassung
Wenn auch die Untersuchungen im Bohrloch nicht unbedingt im Aufgabenbereich der Bohrunternehmen liegen, so wird dieser doch vielfach damit konfrontiert. Ein Teil der nachfolgend aufgeführten Versuche werden auch von gut ausgerüsteten und fachlich versierten Bohrunternehmen ausgeführt, da sie zu einem großen Teil während der Bohrarbeiten durchgeführt werden.
Heinrich-Otto Buja

J. Sondierungen

Zusammenfassung
Durch eine Sondierung gibt der Eindringwiderstand Aufschluss über die Lagerungsdichte bzw. Festigkeit des anstehenden Bodens, ohne dass eine Probenentnahme erfolgt. Dabei wird eine Stahlstange mit genormter Spitze, die zum Abbau der Reibung gegenüber dem Gestänge leicht vergrößert ist, in den Boden geschlagen (gerammt) oder gedrückt. Die hierbei aufzuwendende Schlagzahl bzw. die Höhe des Druckes wird als Diagramm aufgetragen und gibt Auskunft über die vorhandene Lagerungsdichte bzw. Festigkeit der durchfahrenen Schichten. Daraus können auch Schlüsse auf einen Schichtwechsel gezogen werden, insbesondere dann, wenn als Vergleichparameter ein Bodenprofil aus der unmittelbaren Nähe zur Verfügung steht. Es ist z. B. damit möglich, die Anzahl der Aufschlussbohrungen erheblich einzuschränken. Die Ergebnisse finden u. a. Anwendung bei der Bestimmung von Gründungstiefen und Vorausbestimmung der Tragfähigkeit bei Tiefgründungen (z. B. bei Rammund Bohrfahlen). Sondierungen sind aber stets als Zusatzuntersuchungen anzusehen.
Heinrich-Otto Buja

K. Einsatz der EDV

Zusammenfassung
Das mühselige Zeichnen von Signaturen für die Bohrprofile, Diagramme der Druck- und Schlagsondierungen, den Brunnen- und GW-Messstellenausbau, Kornverteilungskurven usw. gehört in den meisten Bohrunternehmen der Vergangenheit an. Leider bieten nicht alle Softwarehersteller ein komplettes Angebot aller Programme. Unternehmen, die sich auf ganz bestimmte Sparten spezialisiert haben, werden sicherlich auch mit einer entsprechend eingeschränkten Software auskommen, die dann in der Regel auch wesentlich preiswerter ist. Schließlich liegt der Preis für ein Komplettprogramm zwischen 12 000 und 15 000 DM. Wenn man jedoch bedenkt, dass mit einer solchen Software bis zu zwei Bürokräfte ersetzt oder sinnvoller eingesetzt werden können und die Ausgabe qualitativ hochwertig sowie immer gleichmäßig ist, dürfte eine solche Investition immer noch von hohem Nutzen sein.
Heinrich-Otto Buja

L. Wasser im Baugrund

Zusammenfassung
Bauwerke tauchen z. T. sehr weit in das vorhandene Grundwasser ein. Zur Erstellung des Bauvorhabens muss daher für die Bauzeit im Baubereich (z. B. bis UK des tiefsten Fundamentes) das vorhandene Grundwasser ferngehalten werden.
Heinrich-Otto Buja

M. Baugrundverbesserungen

Zusammenfassung
Für großflächige Bauwerke wie Tanklager, Deiche, Dämme für Straßen und Eisenbahnen, Rollbahnen von Flugplätzen, aber auch z. T. Hallen, sind Tiefgründungen mit Pfählen zu aufwendig. Hier kennt die Grundbautechnik neben der Bodenersatzmethode eine Reihe von Maßnahmen, die weitaus kostengünstiger zu verwirklichen sind, dazu gehören u. a.
Heinrich-Otto Buja

N. Geothermie

Zusammenfassung
Geothermische Energie oder „Erdwärme“ ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde. Die oberflächennahe Geothermie umfasst die Erschließung von Erdwärme in Tiefen von 1 bis ca. 400 m.
Heinrich-Otto Buja

O. Vertrags- und Rechtsfragen im Spezialtiefbau

Zusammenfassung
Vom seltenen Ausnahmefall eines nur mündlich abgeschlossenen Bauvertrags abgesehen, wird der Bauvertrag schriftlich abgeschlossen und besteht aus einer Vielzahl von Vertragsunterlagen.
Heinrich-Otto Buja

P. Arbeitssicherheit

Zusammenfassung
Die mit der Ausgabe 4/1997 (ZH 1/492) von der Tiefbau-Berufsgenossenschaft und mit Neufassung unter BGR 161 – aktualisierte Neufassung 8/2006 – herausgegebenen „Regeln für Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit im Spezialtiefbau“ bzw.
Heinrich-Otto Buja

Q. Qualitätssicherung nach DIN EN ISO 9000 ff.

Zusammenfassung
Dem ständig wachsenden Umwelt- und Qualitätsbewußtsein und den damit verbundenen Folgekosten kann auch im Bauwesen nur noch durch ein ausgereiftes Qualitätssicherungssystem begegnet werden. Nur so kann im zukünftigen europäischen Vergabesystem der Wettbewerbsvorteil (Made in Germany) erhalten bleiben.
Heinrich-Otto Buja

R. Aus- und Weiterbildung

Zusammenfassung
Nur noch wenige Bohrunternehmen sind ausschließlich im Brunnenbau tätig, sondern nehmen gleichzeitig Baugrundaufschlussarbeiten, Deponiebohrungen und zu einem großen Teil ebenfalls Aufgaben im Grund- und Spezialtiefbau. So ist in der Sicherheitstechnik (UVV) der Brunnenbau schon lange ein Gewerk unter dem Oberbegriff Spezialtiefbau (siehe „Regeln für Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit im Spezialtiefbau“). In die Ausbildung findet inzwischen auch der Spezialtiefbau Eingang. Parallel zur Brunnenbauerausbildung finden auch Fort- und Weiterbildungslehrgänge (z.B. Vorarbeiter im Brunnenbau, Werkpolier im Spezialtiefbau) statt.
Heinrich-Otto Buja

Backmatter

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