Risse? Setzungen? Gebäude in Schieflage?

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Fundament-Stabilisierung Altstadthaus

Ausgangslage

Fundamentuntergrund verfestigt

Die Liegenschaft liegt in der autofreien Altstadt Luzerns, direkt an der Reuss. Sie ist Teil einer Häuserzeile vis-à-vis Luzerner Theater und Jesuitenkirche. Nach einem Brand um 1833 wurde dieses Stadthaus neu aufgebaut. Zu den wenigen erhaltenen originalen Gebäudeteilen gehören die Arkaden von 1596.

Lösung

Tragfähigkeit des Untergrundes nach Eingriff höher als erforderlich

Ziel des Umbaus war, Wohnraum zu schaffen, der hohen Ansprüchen gerecht wird. Der Ausbau führte zu einer Erhöhung der Gebäudelasten. Um allfälligen daraus resultierenden weiteren Setzungen vorzubeugen, wurde URETEK Schweiz AG beauftragt, den Fundamentuntergrund zu verfestigen. Die Arbeiten wurden im Oktober 2010 in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Durrer + Partner AG, Kerns, der Generalunternehmung Eberli Sarnen AG, Sarnen, sowie der Iwan Bühler Architekturbüro GmbH, Luzern, ausgeführt.

Im Erdgeschoss lastet das 7-stöckige Gebäude zur Reussseite hin auf zwei Reihen Arkaden. Diesen zugrunde liegen acht Einzelfundamente (100 cm x 200 cm). Auf Seite Brandgässli besteht die Fundation aus Fels, welcher zur Reussseite hin abfällt. Im Bereich der Arkadenfundamente ist der Untergrund sandig und mit Steinen versetzt. Dieser Untergrund sollte verdichtet werden, denn im Laufe der Jahre hat sich das Reihenmehrfamilienhaus zur Aussen-/Reussseite hin um ca. 10 cm gesenkt. Die Fundamentsohle ab Oberkante Pflastersteine liegt bei der inneren Reihe in einer Tiefe von -2.00 m, bei der äusseren bei -3.00 m. Auf Fels trifft man bei der inneren Reihe in einer Tiefe von -3.50 m bis -4.00 m, bei der äusseren in -4.70 m bis -5.20 m.

Das URETEK-Kunstharz wurde mit kontrolliertem Druck durch Bohrlöcher von 12–25 mm unterhalb der Fundamente in drei Tiefenstufen injiziert. Hohlräume wurden verfüllt und der Untergrund (im Bereich mit den größten Spannungen) durch die starke Expansionskraft von 10’000 KPA (100 kg/cm2) verdichtet und verfestigt. Die Tiefen der Injektionslanzen betrugen bei der inneren Reihe -2.50 m, -3.00 m, -3.50 m, bei der äußeren Reihe -3.50 m, -4.00 m, -5.00 m. Die geomechanischen Verhältnisse des Untergrundes unter den Fundamenten wurden verbessert, bis hin zu einer Hebereaktion von ca. 1 mm. Dies zeigt auf, dass die Tragfähigkeit des Fundamentuntergrundes für den darüber liegenden Gebäudeteil neu höher ist als erforderlich.

Eckdaten
Objekt: Altstadthaus an der Reuss
Methode: URETEK Deep Injections®
Generalunternehmung Eberli Sarnen AG
Ingenieur: Ingenieurbüro Durrer + Partner AG, Kerns
Architekt: Iwan Bühler Architekturbüro GmbH, Luzern
Expertenbericht

Aus einer ca. 20 jährigen Messreihe wurde ersichtlich, dass die Fundamentsetzungen in der Größenordnung von 10 cm seit längerer Zeit abgeklungen waren. Bedingt durch die Sanierungsarbeiten (Schallschutz) traten unter den bestehenden Einzelfundamenten um ca. 20% höhere Bodenpressungen auf, es musste mit neuen Setzungen gerechnet werden.

Zur Stabilisierung standen zwei Varianten zur Diskussion: Einerseits das Abteufen von Mikropfählen und andererseits das Verfestigen des Baugrundes unter den Fundamenten. Vorgabe: Die mehr als 500-jährigen Natursteinsäulen durften nicht verändert werden. Und da die Fundamentsohlen mehr als 2.0 m unter der Terrainoberfläche liegen, würde die Krafteinleitung in die Mirkopfähle sehr aufwändig (z. B. Unterziehen von Stahlträgern).

Wie entscheiden? In Absprache mit der Bauherrschaft wurde klar die Bodenverfestigung nach System URETEK favorisiert. Dieses hat den Vorteil, dass nebst einer geringen Arbeitshöhe eine mobile Installation zur Anwendung kam und damit die Arbeiten relativ rasch und erschütterungsfrei realisiert werden konnten. Alles wurde somit fristgerecht und zur Zufriedenheit aller Beteiligten ausgeführt.

Hansruedi Durrer,
Ingenieurbüro Durrer + Partner AG

Unsere Stärken

KOSTENEFFIZIENZ
ZEITSPAREND
SICHERHEIT

KOSTENEFFIZIENZ

Da keine Kosten für aufwändige Baustelleninstallationen anfallen und die Sanierung der betroffenen Bodenvolumen schnell erfolgt, sind die Kosten im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien sehr konkurrenzfähig.

Aufgrund der schnellen Expansionskraft kann sich das Kunstharz nicht weit über den Injektionspunkt ausdehnen, wodurch Materialverbrauch und damit verbundene Kosten begrenzt werden.

ZEITSPAREND

Die URETEK-Technologie braucht keine sperrigen Geräte, denn die Baustelleneinrichtung befindet sich auf dem Lastwagen.

Sofortige Wirkung
Im Vergleich zu Betonmischungen erfolgt die Erhärtung des injizierten Materials in sehr kurzer Zeit. Das Harz erreicht sehr schnell seine endgültigen mechanischen Eigenschaften, und der behandelte Bereich ist bereits nach den Arbeiten benutzbar.

SICHERHEIT

Dank der präzisen Erfassung der Messresultate kann die Wirksamkeit sofort überprüft werden. Ausserdem können vor Ort mittels geotechnischen Vergleichstests (z.B. Rammsondierungen und/oder Pressiometerverfahren) indirekte Überprüfungen vor und nach der Behandlung durchgeführt werden.

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