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Städtebau Energie Verkehr > Technik Die Symbiose namens Biogrout Mit der zunehmenden Flächennutzung weltweit stossen Bauvorhaben immer weiter in Bereiche vor, die ungünstige Bodenverhältnisse bieten. Insbesondere in der Schweiz liegen in den ( primär nutzbaren) Talsohlen häufig sehr weiche Lockergesteine vor, die als Baugrund genutzt werden sollen. Gleichzeitig steigen die Lasten und Anforderungen der Gebäude an eine Fundation. Ohne Zusatzmassnahmen würden hier schnell grosse differenzielle Setzungen mit Schiefstellungen und Bauwerksschäden als Folge auftreten. Unter diesen Bedingungen sind Zusatzmassnahmen, wie Injektionen oder Pfähle, häufig unumgänglich. Laurent Pitteloud, Dr. Jörg Meier, Gruner AG, Basel Heutzutage werden im Tiefbau Injektionen in vielfältiger Weise eingesetzt: mit hohem bzw. niedrigen Druck und mit unterschiedlichsten Mitteln (Zement, Feinstzement, Weichgel usw.). Nachteil dieser Methode ist der verhältnismässig hohe Aufwand bei – trotz grösster Ausführungssorgfalt – ungesicherter Qualität. Pfähle bieten zwar eine bessere Qualitätssicherung, sind aber nicht für jedes Einsatzgebiet von Baugrundverbesserungen die geeignete Antwort. An verschiedenen Forschungseinrichtungen wird heute ein sehr interessanter Ansatz verfolgt, der gegebenenfalls eine Antwort auf die Mängel der klassischen Injektionstechniken ist. Mithilfe von Bakterien soll die Bodenstruktur lokal so verändert werden, dass es zu einer Erhöhung der Festigkeitseigenschaften kommt. Im Fokus liegen Organismen, deren kalkhaltige Ausscheidungen die Bodenpartikel miteinander «verkleben». Dieses sogenannte «Biogrout» ist somit die Symbiose zwischen Geotechnik und Biotechnologie. So funktionierts Bakterien sind die dominanten Mikroorganismen in Böden. Sie haben Abmessungen von ca. 0.5 bis 5 µm und sind somit wesentlich kleiner als die Körner von Kiesen, Sanden und teilweise auch Silten. Demzufolge können sie sich leicht in den Poren von solchen Böden bewegen. Im Zuge der Hydrolyse von Urea wird Kalk (Calciumcarbonat) durch Bakterien vom Typus Bacillus pasteurii ausgeschieden. Diese Kalkausscheidungen lagern sich auf den Bodenkörnern ab und bewirken eine Verfesti- 50 mailing.150 Labortest einer mikrobiologisch aktivierten Verfestigung von Kies (TU Delft – Deltares)
Baugrundverbesserung mittels Feinstzementinjektion unter Bau 52 gung des Ausgangsmaterials. Gleichzeitig verschliessen die Kalkablagerungen die Bodenporen und bilden somit ein abdichtendes Medium. Die Schwierigkeit dieser Methode besteht darin, ein günstiges Umfeld für die Bakterien zu schaffen, sodass der Ausscheidungsprozess stark gefördert wird. Dies wird im Wesentlichen durch eine Calcium-lactate-Lösung erreicht. Baugrundverbesserung mittels Feinstzementinjektion unter Bau 52 Aus der Praxis Im März 2012 wurde die 20 m tiefe Baugrube für das Hochhaus Roche Bau 1 in Basel fertiggestellt. Am westlichen Baugrubenrand steht das Hochhaus Bau 52, eine 60 m hohe Stahlbetonkonstruktion mit einer Flach fundation in 6 m Tiefe. Durch den Aushub vor dem Bau 52 waren trotz Einsatz einer überschnittenen Bohrpfahlwand nicht akzeptable Setzungs- und Verkippungsrisiken zu erwarten. Um dieser Situation zu begegnen, entschied mailing.150 51
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