Häufigste Ursachen für die Bildung von Rissen an Bauwerken
Rissbildungen an Bauwerken machen einen erheblichen Anteil der Bauwerksschäden aus und sind immer ein Grund zur Sorge. Weil die Ursachen für Risse sehr unterschiedlich sind, muss vor Sanierungsmaßnahmen immer eine fachgerechte Untersuchung erfolgen. Im Wesentlichen sind Risse an Bauwerken zurückzuführen auf eine
- Lageänderung,
- Formänderung,
- Volumenänderung oder
- die Eigenspannung
der betroffenen Bauteile. Nicht immer ist eine eindeutige Zuordnung möglich, da meist ein Ursachenmix vorliegt. Bei Setzungsrissen werden die Änderungen im Bauteil sehr häufig durch Änderungen im Baugrund hervorgerufen. Dazu gehören
- lastbedingte Setzungen und lastunabhängige Sackungen,
- hohlraumbedingte Setzungen,
- Hebungen infolge von Baugrundentlastungen Erschütterungen infolge von Erdbeben, Sprengungen und Explosionen,
- Setzungen aufgrund von Grundwasserunterhaltungen bzw. Wasserentzug durch Bäume etc.
Wie lange ein Setzungsriss noch „normal“ ist und ab wann er gefährlich für die Baukonstruktion wird, lässt sich aufgrund der komplexen Interaktion zwischen Baugrund und Tragwerk nicht pauschal sagen. Jedoch lassen sich anhand einer Rissklassifizierung der Risse im Mauerwerk erste Erkenntnisse ziehen.
Wann genau ein Riss zum Mangel wird, thematisiert das Fachmagazin „der bauschaden“ (Ausgabe Oktober/November 2018). Bauplaner, Bausachverständige, Bauingenieure und Bauleiter beziehen mit dieser Zeitschrift Expertenwissen von erfahrenen Praktikern, das immer dem aktuellen Stand der Technik entspricht.
Entstehung von Setzungsrissen aufgrund lastbedingter Setzungen
Setzungsrisse entstehen, wenn sich ein Bauwerk in einer Muldenlage befindet. Dabei wird zwischen drei Arten von Setzungen unterschieden: lastbedingte und hohlraumbedingte Setzungen sowie Setzungen infolge Grundwasserunterhalts bzw. Wasserentzugs.
Die Größe der lastbedingten Setzung hängt von der Einflusstiefe und der Steifigkeit der einzelnen Bodenschichten ab. Eine größere Steifigkeit erzeugt dabei grundsätzlich geringere Setzungen. Steht das Bauwerk also auf Felsgestein, ist die Gefahr, dass das Bauwerk absackt, geringer, als wenn es auf lockerem Gestein gebaut wurde.
Gleichmäßige lastbedingte Setzungen führen in der Regel zu keinen Setzungsrissen. Entstehen sie dennoch, sind diese auf Differenzsetzungen der Gründungsbauteile eines Bauwerks zurückzuführen.
Wie schnell treten lastbedingte Setzungen auf?
- Bei nichtbindigen, grobkörnigen Böden wie Sanden und Kies tritt die Setzung unmittelbar, nachdem eine Last aufgebracht wurde, auf.
- Bei bindigen, feinkörnigen Böden wie Lehmen, Schluffen und Tonen tritt die Setzung infolge ablaufender Konsolidierungsprozesse zeitverzögert auf.
Sanierung von Setzungsrissen
Von lastbedingten Setzungen betroffene Bereiche können u. a. saniert werden durch
- bodenstabilisierende Maßnahmen (z. B. Injektionen) und
- eine Verstärkung der Gründung (z. B. durch Fundamentverbreiterung).
Setzungsrisse aufgrund hohlraumbedingter Setzungen
Unterirdische Baumaßnahmen (Bergbau oder Tunnelbau) oder natürliche Hohlraumbildung (grundwasserbedingte Lösungsprozesse) können dazu führen, dass an der Oberfläche Setzungsmulden (sog. Senkungen) entstehen. Die Ausdehnung und Tiefe solcher Senkungen hängen von der Tiefenlage und der Größe der unterirdischen Hohlräume ab.
Mit Senkungen an der Oberfläche müssen Bauplaner rechnen bei
- Bergbau
- Tunnel-/Leitungs-/Kavernenbau
- natürlicher Hohlraumbildung
- Gas-/Erdölförderung
- Erosion/Suffosion
Bauplaner bzw. Bausachverständige müssen untersuchen, inwieweit solche hohlraumbedingten Setzungen Auswirkungen auf Bauwerke haben, die im Einflussbereich liegen.
Wie werden diese Setzungsrisse saniert?
Setzungsrisse infolge Senkungen werden auf dieselbe Art und Weise saniert, wie Setzungsrisse aufgrund lastbedingter Setzungen.
Setzungsrisse infolge Grundwasserhaltungen und Wasserentzugs
Setzungsrisse entstehen an Bauwerken außerdem, wenn der Grundwasserspiegel geändert wird. Wird z. B. zur Herstellung von Baugruben das Grundwasser abgesenkt, wird die Auftriebswirkung des Bodens reduziert, und es kommt zu Setzungen. Ein Anstieg des Grundwassers z. B. nach Beendigung von Grundwasserhaltungsmaßnahmen führt dagegen aufgrund der erhöhten Auftriebswirkung zu einer Hebung. Gerade Grundwasserhaltungen führen oft zu Differenzsenkungen, was die Entstehung von Setzungsrissen besonders begünstigt.
Aber auch Wasserentzug im Boden durch Bäume oder längere Trockenperioden kann zu Setzungsrissen führen. Insbesondere feinkörnige Bodenschichten neigen dazu, auszutrocknen und zu schrumpfen. Es ist durchaus möglich, dass die Schichtdicke auf diese Weis um 10% reduziert wird.
Maßnahmen bei Setzungsrissen aufgrund von Grundwasserhaltung und Wasserentzug
- Treten Setzungsrisse als Folge von Grundwasserhaltung auf, ist zu überprüfen, ob das Verfahren fortgesetzt werden sollte. Nach Beendigung bilden sich die Risse in der Regel zurück.
- Entstehen Setzungsrisse aufgrund Wasserentzugs, sollte in Betracht gezogen werden, die dafür ursächlichen Bäume zu entfernen.
Wie wird ein abgesacktes Bauwerk angehoben, um Setzungsrisse zu schließen?
Wie eine Anhebung eines abgesackten Bereichs und somit eine Fundamentstabilisierung erreicht wird, zeigt die Firma URETEK im folgenden Video.
Quelle: URETEK Deutschland GmbH, YouTube
Quelle: „der bauschaden“, „bauschadensportal.de“
