- Setzung
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Unter Setzung versteht man im Bauwesen und in den Geowissenschaften die langsame Senkung eines Bauwerks bzw. eines Gesteinskörpers durch allmähliche Verdichtung (Kompaktion) des Untergrundes. Ursache des Absinkens ist meist das Gewicht der darüber lagernden Massen, doch kann die Volumenverkleinerung auch durch Austrocknung und andere Schrumpfungsprozesse verursacht sein.
Bei Bauwerken ist ein Großteil der Setzung auf das Nachgeben von aufgelockertem oder aufgefülltem Erdreich bzw. des Baugrundes zurückzuführen. Ihr voraussichtliches Ausmaß kann abgeschätzt werden, wenn man die Bodenstruktur und die allfällige Bauwerkslast kennt.
Als Setzung wird auch die Senkung von geschütteten oder eingebauten Boden unter seinem Eigengewicht bezeichnet, was häufig bei unzureichend verdichteten Hinterfüllungen, verfüllten Leitungsgräben, oder auch sehr häufig bei Dämmen beobachtet werden kann.
Inhaltsverzeichnis
Verlauf des Setzungsprozesses
Bei aufgegrabenem und wieder verfülltem Boden einer Grube, eines Grabes und anderen erfolgt die Setzung zu Beginn sehr rasch, sie wird durch Regen meist beschleunigt und klingt nach einigen Wochen ab. Erst dann sind Baumaßnahmen sinnvoll (sonst würden Sprünge und Schieflagen entstehen), können aber durch stabile Rahmensysteme etwas vorgezogen werden.
Die Dauer des Setzungsprozesses – der vor allem in einer Verringerung der Porosität besteht – kann durch künstliche Verdichtung der Erde durch Stampfer oder Baufahrzeuge wesentlich verkürzt werden. Wichtig ist eine gleichmäßige Verdichtung – denn einheitliche Setzungen unter einem Bauwerk verursachen an diesem im allgemeinen keine Schäden.
Bei Aufgrabungen durch Bauämter oder andere offizielle Stellen ist eine „Beruhigungsfrist“ von einem halben Jahr üblich, um eine ausreichende Setzung des Auffüllmaterials zu erzielen und spätere Schäden auszuschließen. Im Straßenbau wird deshalb möglichst jede Störung des Bodengefüges vermieden (Abgraben nur bis zur Bausohle), um eine nachträgliche Setzung von Teilen der Fahrbahn hintanzuhalten.
Unter Gebäuden setzt sich der Boden i. A. so schnell, dass die Setzungen bereits während des Rohbaus abgeschlossen sind. Je weniger der Boden der Baugrube unter der Schotterung bzw. dem Fundament aufgelockert wurde, desto günstiger ist die Situation. Bei größeren Bauwerken sind Restsetzungen auch nach Fertigstellung möglich, die jedoch nur bei ungleichmäßiger Setzung Risse verursachen können.
Größere Bauvorhaben
Bei größeren Bauvorhaben wird die Setzung durch längerfristige Setzungsmessungen und/ oder Druckversuchen mit Rammsonden oder Lastplatten analysiert. Bei letzteren – etwa mit einem beladenen LKW, oder Vibration – wird der künstliche Setzungsvorgang durch Messung seiner Geschwindigkeit in kurzen Zeitintervallen modelliert (Druck-Setzungs-Diagramm). Die gemessene Setzung hängt mit der Tragfähigkeit und dem Verdichtungsgrad des Bodens zusammen. Für bekannte Werte von Verfüllböden gibt es abgekürzte Prüfvorschriften. Zusätzlich kann eine Absicherung durch Ausstechen zylindrischer Bodenproben erfolgen.
Technische Großprojekte wie große Gebäude, schwere oder hohe Brücken, Kraftwerke und ihre Staumauern werden meistens durch längerfristige Setzungsmessungen überwacht. Von Geodäten werden periodische Höhenmessungen oder Nivellements durchgeführt, die von geologisch stabilen Punkten aus erfolgen. Bei Staumauern sind dies jeweils mehrere Punkte im anstehenden Fels, doch in größerer Entfernung von den Widerlagern. Die Messungen können auch automatisch (mit Informatik-Tachymetern) erfolgen und – etwa bei der Gefahr von Hangrutschungen – mit einem Warn- oder Alarmsystem gekoppelt sein.
Zusätzlich werden bei Großbauten oft auch geotechnische Messfühler in das Bauwerk integriert – etwa Dehnmessstreifen, Temperatur- und elektrische Sensoren – um kleine Veränderungen automatisch zu erkennen. In Staumauern sind auch periodische Messungen in den Kontrollgängen vorgeschrieben. Bei aktiven und aufgelassenen Bergwerken ist mit allfälligen Bodensenkungen über den Hohlräumen und Stollen zu rechnen, auch wenn diese mehrere hundert Meter unter der Erdoberfläche liegen. An Montan- und technischen Hochschulen werden diese Erscheinungen in den Fachgebieten Bergschadenkunde und Markscheidewesen untersucht.
Senkungsgebiete bei Sedimenten
Auf natürlichem Wege treten Setzungen fast überall auf, wo es Ablagerung von Sedimenten gibt. Aus lockeren Gesteinen wie Schotter, Sand, oder Schluff tritt durch die Überlagerung (Druck der oberen Schichten, des „Hangenden“) eine merkliche Kompaktion ein, indem sich das Porenvolumen verkleinert. In tieferen Sedimentbecken mit ursprünglichen Dichten von etwa 1,5 bis 2 g/cm³ wird im Laufe einiger Millionen Jahre eine Dichte von 2,2 bis 2,5 g/cm³, die schließlich in einer Verfestigung zu Sandstein (etwa 2,6) endet. Demgegenüber wird in Tonschichten vor allem das Porenwasser herausgedrückt, wodurch z. B. in der Metamorphose Tonschiefer entsteht.
Mit diesen „geologischen“ Setzungen geht ein Absinken des Geländes einher, das gegenwärtig z. B. im Rheingraben und im Wiener Becken durchschnittlich 1 mm pro Jahr beträgt. Diese Senkungen sind jedoch gleichförmig und bewirken – außer an manchen Störungslinien – keinerlei Schäden mehr.
Siehe auch
Literatur
- Hans Murawski, Geologisches Wörterbuch. Ferd. Enke Verlag, Stuttgart 1998.
- Heinz Brandl, Geotechnik. Skriptum zur Vorlesung, TU Wien/Grundbau und Bodenmechanik ~1995.
Weblinks
Wiktionary: Setzung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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