Bemessung von Schottersäulen in Hamm – Tragfähigkeit im Lippetal verbessern

Die quartären Lockergesteine der Lippeaue und der Haard machen den Untergrund in Hamm oft zur Herausforderung. Vor allem die weichen, setzungsempfindlichen Auenlehme mit breiiger bis weicher Konsistenz verlangen bei der Gründung mehr als nur einen konventionellen Bodenaustausch. Wenn die Tiefe der nicht tragfähigen Schicht zunimmt, reichen klassische Methoden schnell an ihre Grenzen. Genau hier setzt die Rüttelverdichtung als Verfahren an, wobei die reine Verdichtung oft nicht ausreicht und die Kombination mit einem Materialaustausch sinnvoll wird. Die Bemessung von Schottersäulen nach Eurocode 7 (DIN EN 1997) liefert dann die erforderliche Planungssicherheit. Wir begleiten Projekte in Hamm von der ersten Baugrunderkundung bis zur Ausführungsplanung.

Die Tragfähigkeit einer Schottersäule steht und fällt mit der seitlichen Stützung durch den umgebenden Boden – ein Wert, den man in den Auenlehmen Hamms nicht schätzen, sondern messen muss.

Unser Ansatz

Ein typischer Fehler in der Region ist die Unterschätzung der Heterogenität des Baugrunds. Die Sande der Niederterrasse wechseln sich kleinräumig mit organischen Weichschichten ab, was lokal stark abweichende Steifigkeiten erzeugt. Eine Bemessung von Schottersäulen ohne vorherige detaillierte Drucksondierung führt da schnell zu unrealistischen Tragfähigkeitsannahmen. Deshalb kombinieren wir die Säulenbemessung standardmäßig mit dem CPT-Versuch, um den Spitzendruck und die Mantelreibung lückenlos zu erfassen. So lässt sich das Raster der Säulen exakt an die lokalen Setzungsmulden anpassen. Unser Team nutzt diese Daten für die Finite-Elemente-Berechnung des Verbundsystems aus Schottersäule und umgebendem Boden, damit die zulässigen Setzungen des Bauwerks eingehalten werden.

Örtliche Baugrundfaktoren

Die Lage im Lippetal bringt neben hoch anstehendem Grundwasser ein weiteres Problem: Bei Hochwasserereignissen kann der Porenwasserdruck in den oberflächennahen Sanden schlagartig ansteigen. Werden die Schottersäulen in ihrer Geometrie zu knapp bemessen oder die Verdichtungsenergie falsch gewählt, droht ein hydraulischer Grundbruch im Säulenfuß. Die Bemessung von Schottersäulen muss in Hamm also zwingend den Lastfall außergewöhnlicher Wasserstände berücksichtigen. Zusätzlich prüfen wir die Gefahr von innerer Erosion, wenn feine Schluffpartikel aus der Matrix in den groben Säulenschotter eingespült werden. Eine abgestufte Kornverteilung im Schotter und ein rechnerischer Filterfaktor nach Terzaghi schaffen hier Abhilfe.

Technische Parameter

Parameter	Typischer Wert
Säulendurchmesser (üblich)	0,60 – 1,20 m
Rasterabstand	1,50 – 3,50 m (dreieckig / quadratisch)
Setzungsreduktion	Faktor 2 bis 4 gegenüber unbehandeltem Boden
Benötigte Drucksondierung	CPT nach DIN EN ISO 22476-1
Berechnungsverfahren	Priebe-Methode, FEM (Plaxis / Abaqus)
Qualitätssicherung	Lastplattendruckversuch nach dem Einbau

Weitere Fachleistungen

Baugrunderkundung und Laboranalyse

Ausführung von Rammkernsondierungen und schweren Rammsondierungen zur Bestimmung der Lagerungsdichte. Im Labor folgen Korngrößenanalysen und Rahmenscherversuche zur Klassifikation der Lippesande und Auenlehme.

Numerische Bemessung und Rasterplanung

Durchführung von 2D/3D-Finite-Elemente-Berechnungen zur Optimierung des Verbesserungsfaktors. Ableitung eines lastabhängigen Säulenrasters, das die geforderten Setzungsgrenzen für Flach- und Tiefgründungen sicher einhält.

Qualitätskontrolle während des Einbaus

Begleitung der Rüttelstopfsäulen-Herstellung mit Protokollierung der Stromaufnahme und des Rütteldrucks. Abschließende Plattendruckversuche auf dem verbesserten Boden zur Abnahme der Verdichtungswirkung.

Häufige Fragen

Ab welcher Schichtdicke lohnt sich die Bemessung von Schottersäulen in Hamm?

In der Praxis rechnen sich Schottersäulen ab etwa 2,5 m weicher Auenlehm. Darunter ist meist ein Teilbodenaustausch wirtschaftlicher. Die Entscheidung hängt vom Verhältnis der Setzungsdifferenzen ab.

Mit welchen Kosten muss man in Hamm für die Bemessung rechnen?

Die reine Bemessung und Planung liegt je nach Projektgröße und erforderlichem Erkundungsaufwand zwischen €1.160 und €4.380. Entscheidend ist, ob bereits brauchbare Drucksondierungen vorliegen oder wir diese erstellen müssen.

Wie gehen Sie mit organischen Einschlüssen im Baugrund um?

Organische Linsen mit Glühverlusten über 5 % sind für Säulen problematisch, weil die Mantelreibung einbricht. Wir detektieren diese Schichten per Drucksondierung und verdichten das Raster lokal oder ordnen einen Bodenaustausch an.

Welche Vorteile hat die Priebe-Methode für den Standort Hamm?

Die Priebe-Methode liefert schnelle Handrechnungen für das Verbesserungsverhältnis. Bei den heterogenen Talböden Hamms nutzen wir sie als Plausibilisierung, schalten aber immer eine FEM-Berechnung nach, um lokale Setzungsmulden exakt abzubilden.