Gründungsmaßnahmen für den Neubau des Diözesanmuseums ...

Gründungsmaßnahmen für den Neubau des
Diözesanmuseums des Erzbistums Köln in und auf der
historischen Bausubstanz der Kirche St. Kolumba
Dr.-Ing. André Schürmann, Dipl.-Ing. Thomas Groß, Stump Spezialtiefbau GmbH, ZN Langenfeld
Dr.-Ing. O. Schwab, Dipl.-Ing. R. Lemke, Ingenieurbüro für Baukonstruktion Schwab + Lemke, Köln
Auf dem Gelände der im zweiten Weltkrieg zerstörten und nur teilweise wiederaufgebauten Kirche St.
Kolumba errichtet das Erzbistum Köln einen Neubau für das Diözesanmuseum. Damit die alte Bausubstanz
in das Bauwerk integriert werden kann, wurde eine Gründung mit hochbelasteten Kleinbohrverpresspfählen
erforderlich. Auf Grundlage ausführlicher Vorversuche wurden die Pfähle, teilweise aus
bis zu 9 m Höhe, durch die alten Kirchenpfeiler hindurch hergestellt. Der Beitrag berichtet über die
dabei gewonnenen Erkenntnisse.
1. Einleitung
1.1 Geschichte der Kirche St. Kolumba
Die Kirche St. Kolumba ist eine der ältesten
und bedeutensten Kirchen im Innenstadtbereich
von Köln. Der erste romanische Kirchbau entstand
auf römischen Bauten im 7. Jahrhundert. In
schriftlichen Quellen wird die Kirche erstmalig
988 erwähnt. Insgesamt wurde die Kirche mehrfach
im Laufe der Jahrhunderte für die wachsende
Gemeinde erweitert und umgebaut. So entstand
eine spätgotische 5-schiffige Basilika, die im 2.
Weltkrieg 1945 weitgehend bis auf die Umfassungsmauern
zerstört wurde. Bild 1 zeigt die Kirche
vor der Zerstörung. Lediglich eine Kalkstein-
Madonna überstand die Angriffe am nordöstlichen
Chorpfeiler unbeschadet.
Der Architekt Gottfried Böhm errichtete für
diese Marienfigur 1950 eine kleine Kapelle im
Bereich des ehemaligen Turmes. Der restliche
Kirchenbereich blieb als Ruinenfeld, in welchem
Ausgrabungen vorgenommen wurden, erhalten.
Dieser Bereich war jahrzehntelang vor der Witterung
nur behelfsmäßig geschützt. Für weitere
Informationen zur Geschichte der Kirche St. Kolumba
und die Ausgrabungen wird auf Seiler [1]
verwiesen.
Bild 1. St. Kolumba vor der Zerstörung im 2.
Weltkrieg

1.2 Entwurf des Neubau des Diözesanmuseums
Das Diözesanmuseum des Erzbistums Köln
plant auf dem Gelände der Kirchenruine im Innenstadtbereich
einen Museumsneubau. Dazu hat
das Erzbistum Köln im Jahr 1996 einen Architekturwettbewerb
ausgeschrieben, aus welchem 1997
der Schweitzer Architekt Peter Zumthor als Sieger
hervorging.
Der Entwurf sieht vor, auf den Fragmenten des
Außenmauerwerkes neue lichtdurchlässige Mauerschalen
aus sogenannten „Pullovermauerwerk“
(im durchbrochenen Muster vermauert) aufzubauen,
welche in 12 m Höhe über dem Grabungsfeld
des ehemaligen Kircheninneren in einer ersten
Decke enden. Darüber erheben sich zweigeschossig
die Ausstellungsräume des Diözesanmuseums.
Das Grabungsfeld bleibt als archäologische
Zone frei und wird über Stege begehbar sein.
RB +12,919
298,5
x 30 mm
Bild 2. Schnitt durch das Grabungsfeld
Grabungsfeld
2. Vorbereitende Untersuchungen für
die Umsetzung des Entwurfes
2.1 Probekernbohrung Außenmauerwerk
GEWI-Pfahl Ø63,5 mm
Zur Umsetzung des Architektenentwurfes in
die Ausführungsplanung mussten zahlreiche Voruntersuchungen
durchgeführt werden. Zum Zeitpunkt
des Architekturwettbewerbes waren die
Schlanke filigrane Stahlstützen in den Außenwänden
und im Innenbereich tragen die Lasten
des Neubaus. In die entstehende Halle wird die
vorhandene Böhm´sche Kapelle integriert. Die
Stützen sollen in die Außenwände der Ruine unsichtbar
eingepasst werden, ohne das Mauerwerk
zusätzlich zu belasten oder in den Bestand unnötig
einzugreifen. Diese Stützen im Außenmauerwerk
werden nachfolgend als „Implantate“ bezeichnet.
Bild 2 zeigt einen Schnitt durch das
Grabungsfeld bis zur ersten Decke. Deutlich zu
erkennen sind die schlanken Innenstützen und die
Implantate im Außenmauerwerk. Auf dem Außenmauerwerk
ist das lichtdurchlässige „Pullovermauerwerk“
aufgesetzt.
Die Umsetzung dieses Architektenentwurfes in
eine Tragwerksplanung wurde von der Ingenieurgemeinschaft
Dipl.-Ing. ETH/SIA J. Buchli (Haldenstein,
CH) und Dr.-Ing. Schwab und Lemke
(Köln, D) vorgenommen.
RB +12,919
OK Kuppel
+12,919
bestehende
Kapelle
+0,073
GEWI-Mehrstabpfahl
2 x 40 mm + 1 x 50 mm
298,5
x 30 mm
GEWI-Pfahl
Ø32 mm
GEWI-Pfahl
Ø63,5 mm
Mauerwerksverhältnisse noch weitgehend unbekannt.
Die Außenmauern sind jahrelang der Witterung
ungeschützt ausgesetzt gewesen, so dass
die Qualität in verschieden Untersuchungen [2]
überprüft wurde. Das historische Mauerwerk besteht
größtenteils aus Römertuffstein, Mauerziegeln
und Mörtel, die Pfeilervorlagen aus Drachenfelser
Trachyt-Mauerwerk. Im Bereich von
Gewölben oder Fundamenten sind Basalte mit
hoher Gesteinsfestigkeit verwendet worden. Das
Mauerwerk ist in Teilbereichen stark geschädigt
und weitgehend karbonatisiert.

Für die Lastabtragung des Gesamtsystems des
Neubaus mit Hilfe der Implantatstützen war es
unbedingt erforderlich, die Außenmauern bestandsschonend
zu durchörtern. Dazu sollten Trockenkernbohrungen
mit einem Durchmesser von
mindestens 300 mm bei geringer Lotabweichung
durch das aufgehende Mauerwerk und die Pfeilerfundamente
geführt werden. Dieser Durchmesser
wurde aus der Vordimensionierung der Stützen
erforderlich. Die Vordimensionierung ergab
dickwandige Implantatrohre zur Lastabtragung
mit einem Durchmesser von ca. 300 mm.
Im Jahr 1999 bis 2000 wurden von der Stump
Spezialtiefbau GmbH hierzu im Auftrag des Erzbistums
Köln zwei Probebohrungen durch je einen
Pfeiler der Nord- und Südwand durchgeführt.
Die Schwierigkeiten bereiteten das sehr inhomogene
mehrschalige Mauerwerk, welches im Trockenkernbohrverfahren
bis zu 13,35 m zu durchbohren
war. Das Trockenkernbohrverfahren war
hier zwingend erforderlich, um das Ruinenmauerwerk
vor Feuchtigkeit zu schützen. Die Anforderungen
an das Kernbohrverfahren mit Luftspülung,
welche zum Heben des Bohrkleins und zur
Kühlung der Segmente verwendet wird, sind erheblich
höher als beim Kernbohren mit Wasserspülung.
Eine weitere Schwierigkeit bestand darin,
dass die Bohrungen in den schmalen Pfeilervorlagen
mit einem im Verhältnis großen Bohrdurchmesser
von einer Arbeitsplattform aus
durchgeführt werden mussten.
Um den Bestand vor den Belastungen des Bohrens
weitgehend zu schützen, wurden die Mauerwerkspfeiler
sorgfältig mit Holzmanschetten und
Durchspannankern fixiert. Dann wurde eine von
der Ruinenmauer unabhängige Arbeitsplattform
oberhalb der Mauerkrone installiert, welche die
Kräfte aus den Bohrarbeiten vollständig aufnahm.
Eine konventionelle Mauerwerksinjektion über
horizontale Bohrungen und Mauerwerkspacker
kam aus denkmalpflegerischen Gesichtspunkten
nicht in Frage. Daher wurde eine Vorbohrung im
Durchmesser 100 mm als Kernbohrung ausgeführt.
Durch diese Vorbohrung wurde dann das
Mauerwerk mit einer Bohrlochsuspension auf
Trassbasis vergütet und homogenisiert. Nach
Aushärten der Suspension mit einer Endfestigkeit
von etwa 6,5 N/mm² konnten die Kernbohrungen
im Durchmesser d=321 mm ausgeführt werden.
Es zeigte sich, dass die Bohrungen durch das
unterschiedlichste Mischmauerwerk nach Optimierung
des Bohrwerkzeuges erfolgreich abgeteuft
werden konnten. Bild 3 zeigt einen gewon-
nen Kern im Durchmesser 321 mm. Die gemessenen
Lotabweichungen betrugen weniger als 1%
und wurden daher als unschädlich für das Mauerwerk
und das Tragsystem des Neubaus eingestuft.
Bild 3: Kern aus Außenmauerwerk
2.2 Pfahlprobebelastungen
Die hochbelasteten Einzelstützen erforderten
im Bereich der Außenwände den Einsatz einer
Tiefgründung. Eine erste Vordimensionierung
ergab Pfahllasten von bis zu 2000 kN, welche
unterhalb des Implantatrohres ableitet werden
sollten, so dass der Pfahldurchmesser stark eingeschränkt
war.
Auf Vorschlag der Stump Spezialtiefbau
GmbH wurde ein Verbundpfahlsystem vom Typ
GEWI als Mehrstabsystem ausgewählt. Zum
Nachweis der Tragfähigkeit des Pfahlsystems in
den nichtbindigen Bodenschichten der Kölner
Rheinterasse wurden zwei Druckpfahlprobelastungen
im Jahre 2001 ausgeführt.
Aufgrund des Innendurchmessers des Implantatrohres
war der Bohrdurchmesser auf 220 mm
beschränkt. Als Probepfähle wurden zwei Mehrstabpfähle
vom Typ GEWI mit je zwei Traggliedern
Ø 50 mm und einem Tragglied Ø 63,5 mm
mit Verpresslängen von 10 und 14 m hergestellt.
Die Gesamtpfahllängen betrugen je nach Verpresskörperlänge
zwischen 17 und 21 m. Als Wi-

derlager wurden 6 Reaktionsanker als Litzenanker
(7x0,6“) mit Längen von 31 und 35 m benutzt.
Die Probebelastung wurde messtechnisch
über zahlreiche Vertikal und Horizontalaufnehmer
überwacht.
Die Probepfähle wurden nacheinander stufenweise
bis zur 2,0-fachen projektierten Gebrauchslast
von 4000 kN belastet. Die Belastung erfolgte
mit Zwischenentlastungen nach jeder Laststufe.
Bild 4 zeigt den Kraft-Verschiebungsverlauf für
den Probepfahl G1 mit einer Verpresskörperlänge
von 14 m.
0 1000 2000 3000 4000
0
5
10
15
20
25
30
Verschiebung [mm]
Bild 4. Kraft-Verschiebungsdiagramm
Probepfahl G1 (lv=14 m)
Kraft [kN]
Als Ergebnis der Probebelastung konnte festgehalten
werden, dass beide Probepfähle die
Gebrauchslast sicher in den Baugrund eintragen
konnten und das Pfahlsystem in idealer Weise für
die geforderte Bauaufgabe geeignet ist.
3. Baugrube für den Neubau
Der Neubau des Diözesanmuseums umfasst
nicht nur den Bereich der Kirchenruine sondern
auch noch Nachbarbereiche, in welchen Lagerkeller
und Technikräume untergebracht werden.
Für die Herstellung dieser Kelleräume wurde es
erforderlich, eine räumlich komplizierte Baugrube
unter beengten Verhältnissen im Innenstadtbereich
herzustellen.
Die Baugrube für die ein- bis zweigeschossigen
Keller wurde von der Stump Spezialtiefbau
GmbH in den Jahren 2002 bis 2003 hergestellt.
Bei der Herstellung musste Rücksicht auf Bodendenkmäler
aus verschiedenen Epochen der Kölner
Stadtgeschichte genommen werden. Insgesamt
wurden die Aushubarbeiten für ca. 3 Monate un-
terbrochen. In dieser Zeit wurden diverse Bodenfunde
kartografiert und katalogisiert. Wertvolle
Fundstücke konnten geborgen werden.
Technisch anspruchsvoll war die schonende
Anpassung der Unterfangung der Böhm´schen
Kapelle und der Nachbarbebauung. Hierzu wurde
im Vorfeld der Düsenstrahlarbeiten der Bestand
durch Kernbohrungen erkundet. Weiterhin wurden
Kernbohrungen zum schonenden Abteufen
der Düsenstrahlbohrungen im Fundamentmauerwerk
mit großen Basalteinschlüssen notwendig.
Mit diesen Vorarbeiten konnte eine gezielte Anpassung
der Düsenstrahlkubatur an die Fundamentgewölbe
erreicht werden.
4. Pfahlgründungen für den Neubau
4.1 Implantate im Außenmauerwerk
Im Jahr 2003 wurde mit dem Museumsneubau
begonnen. Mit den Spezialtiefbauarbeiten wurde
wiederum die Stump Spezialtiefbau GmbH als
Nachunternehmer der Fa. Heitkamp / Niederlassung
Köln beauftragt.
Die Ausführungsplanung sah an 30 Stellen im
Außenwand- und Kapellenbereich pfahlgegründete
Implantate vor. Ein Implantat besteht aus einem
dickwandigen Stahlrohr der Dimension
Ø298,5x30 mm, welches die außermittigen Bauwerkslasten
aus dem Neubau in die Gründung
überträgt. Dieses Stahlrohr nimmt auftretende
Momente und Horizontalkräfte auf und leitet diese
durch den historischen Außenmauerbereich.
Um dieses Stahlrohr ist zum Korrosionsschutz ein
Edelstahlrohr Ø 330x5 mm gestellt. Beide Rohre
wurden in voller Länge werksseitig verbunden
auf die Baustelle angeliefert. Die Länge der Implantate
schwankt je nach Höhe der Außenmauerreste
und der Unterkante des vorhandenen Fundamentes
zwischen 9 und 12 m. Die Lastabtragung
erfolgt durch das dickwandige Stahlrohr
ohne Verbindung zum Außenmauerwerk. Im Bereich
der Fundamente sind Tragrohr und Edelstahlrohr
über eine Länge von 4 m gelocht, so
dass eine horizontale Kraftübertragung in diesem
Bereich stattfinden kann. Die Kraftübertragung
geschieht durch Verfüllen des Ringraumes zwischen
dem dickwandigen Stahlrohr und dem Edelstahlrohr.
Durch die Einbindung der Fundamente
im Baugrund und die nach außen gerichteten
Pfeilervorlagen können auftretende Horizon-

talkräfte abgeleitet werden. In Bereichen, an denen
die Einbindung nicht gewährleistet ist, werden
spezielle Haltekonstruktionen angebracht.
Hierzu werden zwei unter 60° geneigte GEWI-
Pfähle etwa 2 m unterhalb der Geländeoberfläche
von außen in den Grabungsfeldbereich eingebohrt.
Die doppelt korrosionsgeschützten Verbundpfähle
vom Typ GEWI Ø 32 mm sind im
Kopfbereich über ein kurzes Betonpolster
(l=1,2m) miteinander verbunden. Dieses Betonpolster
ist mit dem Bestandsmauerwerk steinmetzmäßig
verzahnt und das Mauerwerk wurde
in diesem Bereich mit einer Bohrlochsuspension
vergütet.
Die Lasteinleitung im Kopfbereich wird oberhalb
des Ruinenmauerwerks über einen bewehrten
umlaufenden Pfahlkopfbalken gewährleistet.
In diesem Balken ist eine Kopf- und Ausgleichskonstruktion
untergebracht, welche die Last aus
den aufgehenden Stahlrohren im Pullovermauerwerk
in die Implantate führt. Etwas unterhalb
dieser Kopfplatte wird die Last in die Verbundpfähle
System Stump eingeleitet. Dazu ist das
Implantatrohr vollständig mit Zement gefüllt. Die
Krafteinleitung vom Implantatrohr auf die Pfähle
erfolgt über zulassungsgemäße Ankerstücke, welche
am Verbundpfahlkopf angebracht sind.
Bild 5: Grundriss mit Fundamenten im Grabungsfeld und Außenmauerimplantaten
Implantat
Haltekonstruktion
Gründung
Innenstützen

Die Verbundpfähle werden durch das Implantatrohr
bis in die tragfähigen Bodenschichten der
Rheinterasse geführt. In Abhängigkeit der Außenmauerhöhe
des Bestandes und der Kräfte am
Lastpunkt werden Pfähle von bis zu 30 m Länge
benötigt. Die gesamte Vertikallastabtragung erfolgt
über die Verbundpfähle. Die Gebrauchslasten
der Implantate im Außenmauerbereich betragen
zwischen 250-1350 kN. Es kommen daher
für Pfähle unter 1000 kN doppeltkorrosionsgeschützte
Verbundpfähle als Einstabpfähle mit
einem Tragglied vom Typ GEWI Ø 63,5 mm
oder für Pfahllasten größer 1000 kN Mehrstabpfähle
bestehend aus GEWI 2 x Ø 40 und 1x Ø
50 mm zum Einsatz. In Bild 6 wird ein Schnitt
durch das Implantat gezeigt.
Stahlrohr-
Verlängerung
Bewehrter
Betonbalken
Bestehendes
Ruinenmauerwerk
OK-
Ausgrabung
Gruft
Schnitt Ansicht
Mauerwerk
neues Gebäude
+7,14m
OK-Implantat
Stahlrohr
298,5x 30mm
Edelstahlrohr
GEWI EinstaboderMehrstabpfahl
GOK
Knicksicherung
GEWI-Pfahl
2x 32mm
UK-Implantat
Alter
Fundamentbogen
Kies
Bild 6. Schnitt durch ein Implantat
Mauerwerk
vorvergüten
Die Herstellung der Implantate wurde nach
folgendem Schema vorgenommen. Zuerst wurde
eine Holzabstützung der Mauer um den Bohrbereich
errichtet. Dann erfolgte der Aufbau von
Bohrgerüsten bis über die Mauerkrone. Aus arbeitstechnischen
Gründen wurde jeweils eine
gesamte Wand mit 6-7 Bohrpunkten zeitgleich
eingerüstet.
Die Arbeitsgerüste mit einer Höhe von bis zu
9 m waren für ein Bohrgerätegewicht von 20 to
zzgl. Vor- und Rückzugskräften von 10 to ausge-
legt. Mit dieser Gerüstdimensionierung war es
möglich, die Bohrungen mit schweren Ankerbohrgeräten
vom Typ Klemm 806/3 auszuführen.
Die Arbeitsgerüste wurden mit einer durchgehend
befahrbaren Arbeitsebene ausgerüstet. Im Bereich
der Nordwand, welche an die zweigeschossige
Baugrube des Tiefkellers grenzt, musste das Gerüst
auskragend über einen Teil Baugrube aufgestellt
werden.
Nach dem Aufstellen der Bohrgerüste wurden
die Bohransatzpunkte für die Kernbohrungen auf
der Mauerkrone eingemessen und hergerichtet.
Im Anschluss erfolgte die Vorbohrung Ø100 mm
bis UK-Fundament im Kernbohrverfahren als
Trockenkernbohrung mit Luftspülung. Diese
Bohrung wurde im Kontraktorverfahren mehrstufig
mit einer Bohrlochsuspension Typ AIDA verfüllt.
Nach Erhärten des Verfüllmaterials konnte
die Kernbohrung im Durchmesser Ø350 mm abgeteuft
werden. Während der Bohrung wurde die
Bohrabweichung über Zieltafeln und Lote kontrolliert;
nach Beendigung der Kernbohrung wurde
die gesamte Bohrstrecke mit Hilfe von Inklinometern
vermessen. Es ergaben sich Lotabweichungen
unter 0,5%.
Insgesamt wurden die Kernbohrungen mit bis
zu drei Bohranlagen abgeteuft. Die mittlere
Bohrgeschwindigkeit für die Kernbohrungen im
Durchmesser Ø 350 mm lag bei 3-4 m je AT.
Nach Vermessung der Bohrungen und Kontrolle
der zulässigen Abweichungen konnten alle Implantate
einer Wand mittels Baustellenkran eingebaut
werden. Die Implantatrohre wurden höhen-
und lagegesichert. Im Anschluss an das Einbauen
der Implantate konnten die Pfahlbohrungen mit
einem Ankerbohrgerät im Durchmesser 219 mm
im Überlagerungsbohrverfahren abgeteuft werden.
Aufgrund der Pfahllängen musste ein Teil
der Pfähle auf der Baustelle gestoßen werden.
Nach dem Pfahleinbau wurden die Pfähle mit
Zementsuspension verpresst. Die erste Zementverfüllung
erfolgte bis zur Geländeoberkante.
Nach Erhärtung des Zementes wurde die Zementverfüllung
bis ca. 10 cm unter OK-Implantat
fertiggestellt. Der obere Bereich des Pfahls bis
zur OK-Implantat wurde mit Pagel Vergussmörtel
V1/50 verfüllt. Bild 7 zeigt die Bohrarbeiten an
den Gründungspfählen auf der Böhm´schen Kapelle.

Bild 7. Bohrarbeiten vom Arbeitsgerüst
4.2 Stützen im Innenbereich
Im Innenbereich sah die Ausführungsplanung
vor, die Hauptdeckenkonstruktion an 14 Punkten
auf Stahlstützen aufzulagern. Der ehemalige Kircheninnenraum
mit seinem Grabungsfeld ist höhenmäßig
stark geklüftet und besteht aus vielen
erhaltenswerten Baudenkmälern wie Pfeilerresten,
Grüften und Altarbereichen. Die Lage und
Anzahl der Innenstützen wurde in enger Abstimmung
zwischen Tragwerksplanern, Architekten
und Denkmalpflegern in minimaler Anzahl und
Dimension bestandschonend festgelegt. Die
Stahlrohrstützen (Ø298,5 x 30 mm), welche die
Deckenkonstruktion tragen, besitzen eine Länge
bis zu 16,70 m. Diese Stützen enden in einem
Einzelfundament, welches im Grabungsfeld eingebunden
ist. Die weitere Lastabtragung erfolgt
über einen Pfahlbock bestehend aus 3 doppelt
korrosionsgeschützten Verbundpfählen vom Typ
GEWI Ø 63,5 mm mit Einzellängen zwischen 9,0
und 12,5 m. Bild 8 gibt einen Schnitt durch ein
Innenstützenfundament wieder.
Zur Herstellung der Pfähle wurde das gesamte
Baufeld im Kircheninnenbereich mit Schwerlast-
gerüsten abgedeckt, welche für das Bohrgerätegewicht
ausgelegt waren.
verdichtete
Anschüttung (Kies)
+12,26
Ankerbolzen
Pagel Verguss
70
36 36
Einbindetiefe t = 6m im
gewachsenen Kies/Sand
Einbindetiefe t = 6m im gewachsenen Kies/Sand
□ 350/350/30 mm
10
Stahlrohr
289,5 x 30mm
Brandschutz
10
420/420/60 mm
Kontermutter
Ankerplatte
Ankermutter
Sauberkeitsschicht
Kunststoffripprohr
Distanzhalter
Bohrung Ø 220 mm
GEWI-Pfahl Ø 63,5 mm
mit doppeltem Korrosionsschutz
Pfahlneigung
10° zur Vertikalen
Bild 8. Pfahlgegründetes Innenstützenfundament
Die Bohransatzpunkte befanden sich zum Teil
bis zu 6 m unter dem Schwerlastgerüst. Die Auflagerung
des Gerüstes gestaltete sich aufgrund
der wenigen Lasteinleitungspunkte schwierig, so
dass zum Teil große Feldweiten überbrückt werden
mussten. Bild 9 zeigt Teile des noch nicht
abgedeckten Grabungsfeldes. Über den Pfahlansatzpunkten
wurden für das Bohrgerät schmale
Fahr- und Arbeitsgassen gebildet, welche für die
Belastung des Bohrgerätes aus Eigengewicht und
Arbeitsvorgängen ausgelegt waren. Darüber hinaus
war dieses Gerüst nur für Belastungen aus
Lagermaterial dimensioniert.
Bild 9. Oberfläche des Grabungsfeldes

Um eine lagegenaue Pfahlherstellung zu gewährleisten,
wurde eine Bohrschablone gefertigt,
welche die Bohrrohre in Lage, Neigung und
Richtung führte. Die Bohrschablone wurde für
einige Fundamente, welche von der Örtlichkeit
weniger beschränkt waren, aus Stahl vorgefertigt
und mehrfach verwendet. Die Schablone wurde in
die Örtlichkeit eingepasst und lagegesichert. Bei
einzelnen Fundamenten, welche durch ihre Lage
innerhalb der Grüfte nur minimale Abmessungen
besitzen durften, wurden spezielle Schablonen
aus Holz gefertigt. Diese konnten nur einmal eingesetzt
werden.
Mit Hilfe dieser Bohrschablonen konnten die
42 Verbundpfähle des Innenbereiches lagegenau
hergestellt werden.
Bild 10 zeigt die Herstellung der Gründungspfähle
im abgedeckten Grabungsfeld. Die Aufnahme
ist von einem Hochbaukran entstanden. Zu
erkennen ist die Böhm´sche Kapelle sowie die
Bohrgeräteeinheit mit Lagerflächen für das
Pfahlmaterial. An den Bereichen über den Pfahlansatzpunkten
konnte die Arbeitsebene für die
Pfahlherstellung geöffnet werden.
Bild 10. Bohrarbeiten im Bereich des Grabungsfeldes
5. Schlussbemerkungen
Die Bohrarbeiten für Pfahlgründung im Innenraum
wurden im Frühsommer 2003 abgeschlossen,
die Bohrarbeiten für die Implantate wurden
im Januar 2004 fertiggestellt.
Die Kernbohrungen konnten so lagegenau hergestellt
werden, dass ein problemloses Einfädeln
der großformatigen Implantatrohre möglich war.
Auch die Pfahlherstellung durch die Implantatrohre
konnte ohne besondere Vorkommnisse termingerecht
abgeschlossen werden.
Die reibungslose Ausführung ist unter anderem
auf die aufwendigen Voruntersuchungen und
Probebohrungen zurückzuführen.
Bei den Probebelastungsversuchen an Mehrstabpfählen
konnten erstmals Pfahllasten von
4000 kN mit Kleinbohrverpresspfählen in den
Untergrund eingeleitet werden. Pfahlkräfte dieser
Größenordnung werden sonst nur über Pfähle mit
größerem Durchmesser in den Baugrund eingetragen.
6. Danksagung
Unser besonderer Dank gilt dem Erzbistum
Köln, welches die aufwendigen Untersuchungen
initiierte und die technisch anspruchsvolle Aufgabe
begleitete.
Weiterhin möchten wir uns bei der Architektengemeinschaft
Zumthor (CH) / Stein (D) für die
vertrauensvolle Zusammenarbeit bedanken.
Quellennachweis
1. Seiler, S.; Ausgrabungen in der Kirche St.
Kolumba in Köln. ZAM Zeitschrift für Archäologie
des Mittelalters, Jahrgang 5/1977, Seite 97-
119, Rheinland-Verlag GmbH, Köln.
2. Dominik, A.; Untersuchungen zur Beurteilung
der Tragfähigkeit des historischen Mauerwerkes,
Bericht B5035 B01 vom 10.09.1998,
Schießl + Raupach, Aachen