Bauen im Bestand unter Berücksichtigung des zeitabhängigen Tragverhaltens von Gründungen

Im Zusammenhang mit der Modernisierung und Revitalisierung von Bestandsbauwerken sind zunehmend komplexe Aufgabenstellungen wie z. B. die Wiedernutzung von vorhandenen Gründungskörpern zu bearbeiten. In der Vergangenheit wurden bspw. in Frankfurt am Main verschiedene Vorhaben realisiert, bei denen Bestandsbauwerke nach Teilabbruch kraftschlüssig mit einem Neubau verbunden wurden. In einem Forschungsvorhaben wurden umfangreiche Untersuchungen zum Langzeitverformungsverhalten von Gründungen unter Wechselbeanspruchungen, wie sie u. a. bei teilweisem Abbruch und Wiederaufbau auftreten, durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurde u. a. auf über mehrere Jahrzehnte reichende Messungen an Hochhausgründungen in Frankfurt am Main zurückgegriffen und das zeitabhängige Materialverhalten der überkonsolidierten tertiären Frankfurter Tone in einem umfassenden Laborprogramm untersucht sowie numerische Studien durchgeführt. Mit einer numerischen Parameterstudie wurden u. a. die Auswirkungen von Wechselbeanspruchungen, Konsolidation und Kriechen auf die Lastverteilung zwischen Pfählen und Fundamentplatte von Kombinierten Pfahl‐Plattengründungen (KPP) sowie auf die in der Ingenieurpraxis gebräuchlichen Bemessungskennwerte, nämlich Pfahlfedersteifigkeit und Bettungsmodul, untersucht. In diesem Beitrag werden zum einen im Rahmen der Parameterstudie gewonnene Erkenntnisse zusammengefasst und zum anderen die Projekte Park Tower und Leo in Frankfurt am Main vorgestellt.

In the context of the modernization and revitalization of existing structures, increasingly complex tasks such as the reuse of existing foundations have to be carried out. In the past, various projects have been conducted in Frankfurt am Main, for example, in which existing structures were connected to a new building after partial demolition. In a research project, extensive investigations were carried out into the long‐term deformation behaviour of foundations under alternate loading, as occur, for example, during partial demolition and reconstruction. In this framework, measurements taken over several decades on high‐rise foundations in Frankfurt am Main were employed, the time‐dependent material behaviour of the over‐consolidated tertiary Frankfurt clays was investigated within a comprehensive laboratory program and numerical studies were carried out. A numerical parameter study was performed to investigate the effects of alternate loading, consolidation and creep on the load distribution between piles and raft of piled rafts and on the design parameters commonly used in engineering practice, namely equivalent pile spring stiffness and Winkler (subgrade reaction) modulus. This article summarizes findings of the parameter study and presents the projects Park Tower and Leo in Frankfurt am Main.