Gottingen
Gottingen, Germany

Bemessung von Schottersäulen in Göttingen: Tragfähige Gründung auf weichen Böden

Zwischen den Kiesböden der Hochterrassen in Geismar und den mächtigen Auelehmen entlang der Leine liegen in Göttingen Welten, was den Baugrund betrifft. Wer im östlichen Stadtrand auf den Muschelkalkverwitterungen gründet, hat selten Probleme mit Setzungen, doch sobald ein Projekt in Weende oder Grone auf den holozänen Talfüllungen mit über 8 m weichem Ton und Schluff realisiert werden soll, ändert sich das Anforderungsprofil grundlegend. Hier stößt eine klassische Flachgründung schnell an ihre Grenzen, weil die zulässigen Setzungen nach DIN 4019 überschritten werden. Die Bemessung von Schottersäulen bietet dann den rechnerischen Nachweis, dass eine lastverteilende Säulengruppe die Verformungen auf ein verträgliches Maß reduziert – selbst unter den hohen Verkehrslasten eines Logistikneubaus am Autobahnzubringer A7. In solchen Fällen kombinieren wir die Baugrunderkundung mit einem CPT-Versuch, um die undrainierte Scherfestigkeit lückenlos über die Tiefe zu erfassen, bevor wir ein Säulenraster dimensionieren.

Eine Schottersäule ist kein starres Tragglied, sondern ein verformungsgesteuerter Verbundkörper – die Kunst der Bemessung liegt im Nachweis der Kompatibilität zwischen Säulensteifigkeit und umgebendem Weichboden.

Arbeitsumfang in Gottingen

In Göttingen beobachten wir bei der Baugrunduntersuchung regelmäßig, dass die quartären Beckentone im Bereich der ehemaligen Leineläufe eine ausgeprägte Empfindlichkeit gegenüber Scherverformung aufweisen – ein Detail, das man in keinem Lehrbuch für jede Stadt einzeln findet. Die Bemessung von Schottersäulen muss hier nicht nur die Tragfähigkeit des Einzelpfahls nachweisen, sondern vor allem den Gruppenwirkungsgrad im Verhältnis zum Rasterabstand optimieren. Wir arbeiten mit dem Berechnungsverfahren nach Priebe, das die Spannungskonzentration auf der Säule und die horizontale Stützung durch den umgebenden Weichboden explizit berücksichtigt. Entscheidend ist die realistische Abschätzung des Verdichtungsgrads der Schottersäule, denn der ausführende Rüttler erreicht im Göttinger Auelehm oft einen anderen Durchmesser als im Löss. Für die Setzungsprognose greifen wir auf numerische Modelle zurück, die über die einfache Reduktionsbeiwert-Methode hinausgehen. Parallel dazu verifizieren wir die Verbesserung des Untergrunds mit dem Plattendruckversuch, um den erreichten Verformungsmodul Ev2 direkt auf der Säule und im Zwischenfeld messtechnisch zu belegen.
Bemessung von Schottersäulen in Göttingen: Tragfähige Gründung auf weichen Böden
Bemessung von Schottersäulen in Göttingen: Tragfähige Gründung auf weichen Böden
ParameterTypischer Wert
Säulendurchmesser im Einbau (typisch)0,60 m bis 0,80 m
Rasterabstand (Dreiecks- oder Rechteckraster)1,80 m bis 3,00 m
Flächenverbesserungsverhältnis n2,0 bis 4,0
Erforderlicher Verdichtungsgrad DPr≥ 98 % (bezogen auf Proctordichte)
Verformungsmodul Ev2 (Säulenkopf)≥ 80 MN/m²
Rechnerische Säulensteifigkeit E_Säule80 MPa bis 120 MPa
Setzungsreduktionsfaktor β (nach Priebe)0,25 bis 0,50
Maximale Ausführungstiefebis 12 m unter GOK

Risiken und Überlegungen in Gottingen

Der Tiefenrüttler, mit dem die Schottersäulen im Göttinger Untergrund hergestellt werden, arbeitet mit einem wassergespülten Schleusensystem und einer Rüttelflasche von rund 4 Tonnen Masse – ein Gerät, das im Einbauprozess den umgebenden Boden temporär verflüssigt. Das Risiko liegt weniger in der mangelnden Tragfähigkeit der fertigen Säule als vielmehr in einer unzureichenden Abstimmung zwischen Rüttelenergie und Rückzugsgeschwindigkeit während der Säulenherstellung. Wird die Rüttelflasche zu schnell gezogen, entsteht keine durchgehende Verdichtung, sondern ein gestörter Schotterkörper mit Linsen aus eingeschlossenem Weichboden. In Göttingen, wo die weichen Tone oft organische Beimengungen enthalten, kann dies zu einem progressiven Setzungsversagen unter Dauerlast führen, weil die Porenwasserüberdrücke langsamer dissipieren als berechnet. Ein weiteres Risiko ist der unerkannte hydraulische Grundbruch in den umliegenden Aueböden: Wird beim Rütteln zu viel Spülwasser eingesetzt, kann der Porenwasserdruck in der Umgebung so stark ansteigen, dass benachbarte Altfundamente unplanmäßige Hebungen erfahren. Die Bemessung muss daher zwingend eine obere Grenze für den Spüldruck und eine minimale Rückzugsgeschwindigkeit vorgeben.

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Anwendbare Normen: DIN EN 1997-1:2014-03 (Eurocode 7, Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik), DIN 4019:2015-05 (Baugrund – Setzungsberechnungen), Empfehlungen des Arbeitskreises Baugrundverbesserung der DGGT (EABV)

Unsere Leistungen

Die Bemessung von Schottersäulen ist immer in ein übergeordnetes geotechnisches Projekt eingebettet. Wir bieten folgende ergänzende Leistungen an, um eine geschlossene Nachweiskette vom Baugrundmodell bis zur Abnahme zu gewährleisten:

Geotechnischer Bericht mit Säulenbemessung

Erstellung des vollständigen Bemessungsberichts nach EC7 mit Definition des Säulenrasters, Nachweis der Tragfähigkeit und Setzungsberechnung im Endzustand für Ihr konkretes Bauwerk in Göttingen.

Qualitätssicherung während der Rüttelarbeiten

Kontinuierliche Aufzeichnung der Rütteltiefe, des Spüldrucks und der Stromaufnahme als indirekter Nachweis der erreichten Lagerungsdichte jeder einzelnen Schottersäule auf der Baustelle.

Abnahmeprüfung mittels Lastplatte

Durchführung statischer und dynamischer Plattendruckversuche auf ausgewählten Säulenköpfen und im Zwischenfeld zur messtechnischen Verifikation des berechneten Setzungsreduktionsfaktors.

Fragen und Antworten

Wann ist eine Bemessung von Schottersäulen in Göttingen einer Pfahlgründung vorzuziehen?

Bei weichen, aber noch ausreichend scherfesten Böden mit einer undrainierten Kohäsion cu zwischen 15 und 30 kPa stellt die Schottersäule oft die wirtschaftlichere Lösung dar, weil sie den vorhandenen Boden verbessert statt ihn komplett zu ersetzen. Die Entscheidung fällen wir auf Basis von CPT-Sondierungen: Liegt der Spitzendruck qc stabil über 0,5 MPa und die Mächtigkeit der Weichschicht unter 12 m, ist das Rüttelverfahren technisch möglich und setzungsarm bemessbar.

Mit welchen Kosten muss ich für die Bemessung von Schottersäulen in Göttingen rechnen?

Für die reine Bemessung und Ausführungsplanung einer Schottersäulengruppe inklusive geotechnischem Bericht nach EC7 liegen die Honorarkosten in Göttingen je nach Komplexität und Anzahl der erforderlichen Berechnungsvarianten zwischen €1.510 und €5.270. Die Ausführungskosten der Säulen selbst sind darin nicht enthalten und werden nach laufendem Meter abgerechnet.

Welche Setzungsreduktion lässt sich mit korrekt bemessenen Schottersäulen im Göttinger Auelehm erreichen?

Bei einem fachgerecht bemessenen Raster mit einem Flächenverhältnis von etwa 10 % erreichen wir in den holozänen Auelehmen Göttingens einen Setzungsreduktionsfaktor β zwischen 0,25 und 0,50. Das bedeutet, dass sich die ursprünglich berechnete Setzung einer Flachgründung um 50 % bis 75 % reduziert. Der genaue Faktor hängt vom Verhältnis der Steifigkeiten und vom Abminderungsbeiwert für die Gruppenwirkung ab, den wir iterativ nach Priebe berechnen.

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