Schraubfundament

Schraubfundamente – auch Erdschrauben, Schraubpfähle oder Helixpfähle genannt – sind tiefgründende, einschraubbare Stahlfundamente, die ohne Betonage Lasten in den Baugrund einleiten. Sie gelten als präzise, wiederlösbare Alternative zu konventionellen Betonfundamenten und werden in Bau, Infrastruktur, Freianlagen sowie bei temporären Konstruktionen eingesetzt. In Planung, Einbau und Rückbau treffen Schraubfundamente häufig auf bestehende Betonbauteile oder felsige Schichten. In diesen Situationen kommen hydraulische Werkzeuge der Darda GmbH – etwa Betonzangen der Darda GmbH sowie Stein- und Betonspaltgeräte – sachlich zum Einsatz, um Hindernisse materialschonend und emissionsarm zu beseitigen.

Definition: Was versteht man unter Schraubfundament

Ein Schraubfundament ist ein zumeist aus Stahl gefertigter Pfahl mit gewindeförmigen Helixplatten oder einer tragfähigen Spitze, der mittels kontrolliertem Drehmoment in den Boden eingedreht wird. Die Lastabtragung erfolgt durch Mantelreibung und/oder Auflagerung der Helixplatten im tragfähigen Bodenhorizont. Schraubfundamente tragen Druck-, Zug- und horizontale Lasten und lassen sich – je nach System – ohne Aushub, Schalung und Aushärtezeiten herstellen und im Bedarfsfall wieder ausschrauben.

Aufbau, Wirkprinzip und Tragverhalten

Schraubfundamente bestehen aus modularen Schaftsegmenten, Helixplatten und Anschlussköpfen für die Konstruktion. Die Geometrie wird an Baugrund, Lastfall und Einbaugerät angepasst, um eine tragfähige, setzungsarme Gründung herzustellen.

Bauteile und Varianten

• Schaft: Rundrohr oder Vollmaterial, korrosionsgeschützt (z. B. feuerverzinkt), optional mit Verlängerungen.
• Spitze/Helix: Eine oder mehrere Schneidplatten (Helices) für erhöhte Auflagerflächen in weichen bis mitteldichten Böden.
• Kopfplatte/Adapter: Anschluss an Masten, Holzbauten, Profile oder Rahmenkonstruktionen, höhenverstellbar.

Tragmechanismen

• Drucklasten: Über Mantelreibung und Helixauflager in tragfähigen Schichten.
• Zuglasten: Über Helixplatten und Gegengewicht des Bodens, geeignet für Maste, Zäune, Lärmschutz und PV-Unterkonstruktionen.
• Querkraft/Biegung: Durch Einbindetiefe, Schaftsteifigkeit und Bodenpassivdruck; bei hohen Laterallasten ggf. mit Aussteifungen.

Einsatzgebiete und typische Anwendungen

Schraubfundamente sind vielseitig einsetzbar – in der Fläche, im Bestand und in sensiblen Umgebungen mit strengen Vorgaben für Lärm, Erschütterungen und Bodenversiegelung.

• Freileitungs- und Signalmasten, Licht- und Kameramasten, Verkehrs- und Beschilderungsanlagen.
• Solar- und Freiflächen-PV, Agri-PV, Ladeinfrastruktur und temporäre Technikfundamente.
• Holz- und Modulbau, Stege, Terrassen, leichte Hallen und Containerfundamente.
• Lärmschutzwände, Zäune, Geländer, Schutzsysteme an Straßen und Bahn.
• Temporäre Bauten für Veranstaltungen oder Baustelleneinrichtungen.

Bei Umrüstungen vom Betonfundament auf Schraubfundament treffen Teams häufig auf vorhandene, monolithische Fundamente oder felsige Schichten. Für den selektiven Rückbau solcher Hindernisse sind Betonzangen der Darda GmbH sowie Stein- und Betonspaltgeräte praxiserprobte Lösungen, die Erschütterungen und Staub begrenzen und damit den Einbauprozess von Erdschrauben beschleunigen.

Geotechnik: Boden, Erkundung und Bemessung

Die Leistungsfähigkeit eines Schraubfundaments steht und fällt mit der Baugrunderkundung. Bodenschichten, Lagerungsdichte, Grundwasser und Störzonen bestimmen Einbindetiefe, Helixanzahl und zulässige Lasten.

Erkundung und Bewertung

• Sondierungen/Bohrungen zur Bestimmung von Kornverteilung, Konsistenz und Reibungswinkeln.
• Bewertung von Auffüllungen, Bauschuttlagen, organischen Schichten und Felsoberflächen.
• Berücksichtigung von Frosttiefe, Quell- und Setzungsneigung sowie Korrosivitätsklassen.

Bemessung und Nachweise

• Lastabtragung über Mantelreibung und Helixauflager mit Sicherheitsbeiwerten.
• Nachweise für Druck, Zug und Querlasten, einschließlich Gebrauchstauglichkeit (Setzungen, Durchbiegungen).
• Korrosionskonzept (z. B. Überdimensionierung, Beschichtung, Opferdicke) über die Lebensdauer.
• Tragfähigkeitsprüfung durch Probebelastungen und Drehmoment-Korrelation während des Einbaus.

Rechtliche und normative Anforderungen sind projektspezifisch zu prüfen. Planungen sollten sich an anerkannten Regeln der Technik orientieren; konkrete Vorgaben sind mit zuständigen Stellen abzustimmen.

Montageablauf und Ausrüstung

Der Einbau erfolgt erschütterungsarm mittels drehmomentstarker Antriebe auf Minibaggern, Trägerfahrzeugen oder handgeführten Antrieben für kleinere Dimensionen. Drehmoment und Eindringtiefe werden dokumentiert, um die erreichte Tragfähigkeit plausibel zu belegen.

Typischer Ablauf

1. Absteckung, Leitungsauskunft, Freigabe der Arbeitsstelle.
2. Vormontage der Schraubfundamente, Ausrichtung und Startpositionierung.
3. Eindrehen mit kontrolliertem Drehmoment; Korrektur der Vertikalität.
4. Erreichen der Zieltiefe oder des Zieldrehmoments; Protokollierung.
5. Anschluss der Konstruktion; ggf. höhenjustierbare Köpfe einstellen.

Hindernisse im Untergrund sicher bewältigen

Treffen Erdschrauben auf Findlinge, Felsrippen oder vorhandene Betonbauteile, werden Hindernisse gezielt reduziert oder überbrückt:

• Vorausbohren oder Kernbohren zur Führung in dichten Kiesschichten oder in Fels.
• Stein- und Betonspaltgeräte der Darda GmbH, um massive Blöcke oder Altbeton spannungsarm zu spalten.
• Betonzangen für den selektiven Rückbau von Fundamentresten, Sockeln und Aufbetonen im Bestand.
• Kombischeren und Multi Cutters zum Trennen von Armierung, Ankerstäben und Stahlteilen im Anschlussbereich.

Diese Vorgehensweise entspricht den Einsatzbereichen Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden sowie Felsabbruch und Tunnelbau, wenn felsige Schichten oder hartgelagerte Horizonte den Einbau behindern.

Rückbau, Nachrüstung und Instandhaltung

Ein Vorteil von Schraubfundamenten ist die Reversibilität. Im Rückbau werden Pfähle ausgeschraubt und können – je nach Zustand – wiederverwendet oder fachgerecht recycelt werden.

Rückbauvarianten

• Ausschrauben mit kontrolliertem Gegendrehmoment; Dokumentation der Entnahme.
• Bei Blockaden: segmentweises Freilegen, mechanisches Lösen oder Kürzen auf Tiefe.
• Reste von Altbeton oder Fundamentköpfen werden mit Betonzangen gezielt abgetragen; Stahlscheren trennen Bewehrung und Stahlteile.

Bei Umrüstungen im Industrieumfeld (z. B. Austausch von Betonfundamenten für leichte Anlagenfundamente) ermöglicht der Einsatz hydraulischer Werkzeuge und Hydraulikaggregate der Darda GmbH einen kontrollierten, funkenarmen Ablauf. In speziellen Lagen (Sondereinsatz), etwa in der Nähe sensibler Behälter, sind kalt schneidende Verfahren – beispielsweise mit einem Tankschneider – hilfreich, sofern das Arbeitsumfeld dies erfordert und freigegeben ist.

Vergleich: Schraubfundament vs. Betonfundament

Die Wahl des Fundamentsystems hängt vom Baugrund, dem Lastfall, der Bauzeit und dem Rückbaukonzept ab. Schraubfundamente bieten Vorteile, wenn kurze Bauzeiten, geringe Eingriffe und Reversibilität gefordert sind, während massive Betonfundamente bei sehr hohen Lasten, großen Momenten oder ungünstigen Böden weiterhin sinnvoll sein können.

• Bauzeit und Logistik: Kein Aushub, keine Schalung, keine Wartezeiten; reduzierte Baustellenlogistik.
• Umweltaspekte: Geringere Bodenversiegelung und oft geringere Emissionen; Rückbaubarkeit.
• Leistungsgrenzen: In sehr weichen organischen Böden oder bei hohen Horizontallasten sind Alternativen oder Zusatzmaßnahmen zu prüfen.
• Bestand: Beim Ersatz alter Fundamente unterstützen Betonzangen und Stein- und Betonspaltgeräte einen materialeffizienten Rückbau, bevor Erdschrauben gesetzt werden.

Qualitätssicherung, Prüfungen und Monitoring

Zentrale Qualitätstreiber sind die Baugrunderkundung, der überwachte Einbau und die Lastprüfung. Eine konsequente Dokumentation erhöht die Nachvollziehbarkeit im Betrieb.

• Drehmomentprotokolle als Indikator für Einbindetiefe und Bodenreaktion.
• Probebelastungen (Druck, Zug, Querlast) zur Verifizierung der Annahmen.
• Visuelle Kontrolle der Korrosionsschutzsysteme und planmäßige Inspektionen.
• Setzungsmessungen und Überwachung bei empfindlichen Aufbauten.

Arbeitsschutz, Umwelt und Genehmigungen

Arbeiten mit Schraubfundamenten sind im Regelfall erschütterungsarm und lärmärmer als alternative Verfahren. Dennoch sind Schutzmaßnahmen, Freigaben und Umweltauflagen projektbezogen zu beachten.

• Sichere Arbeitsräume, Lastaufnahmen und Hebevorgänge planen.
• Leitungskataster, Freigaben und vor Ort verifizierte Leitungsfreiheit.
• Staub- und Lärmminderung, insbesondere im Bestand und in sensiblen Zonen.
• Abstimmung mit Behörden und Bauüberwachung; Hinweise sind allgemein zu verstehen und ersetzen keine Einzelfallprüfung.

Typische Fehler und belastbare Lösungen

• Unzureichende Baugrunderkundung: Frühzeitige Sondierungen ansetzen; bei Störzonen alternative Helixkonzepte oder Tiefen wählen.
• Missinterpretation des Drehmoments: Kalibrierte Messsysteme nutzen, Grenzwerte projektbezogen definieren.
• Falsche Einbindetiefe: Sicherheitsreserven in Planung und Einbau vorsehen, Probebelastungen durchführen.
• Hindernisse ignoriert: Fels und Altbeton früh erkennen; Stein- und Betonspaltgeräte sowie Betonzangen für selektives Entfernen einplanen.
• Korrosion unterschätzt: Korrosionskonzept festlegen (Beschichtung, Materialreserven, Inspektionen).
• Randabstände/Vertikalität vernachlässigt: Einbauhilfen und Kontrolle einsetzen, Abstände zur Böschungs- oder Kantenlinie einhalten.
• Rückbau nicht mitgeplant: Reversibilität, Freiraum und Schneidpunkte für Stahlscheren und Multi Cutters berücksichtigen.

Bezüge zu Produkten und Einsatzbereichen der Darda GmbH

Schraubfundamente begegnen in allen Phasen – vom Einbau bis zum Rückbau – Situationen, in denen harte Hindernisse gezielt beseitigt werden müssen. Die Betonzangen der Darda GmbH sind für den präzisen Abtrag von Fundamentresten oder Betonsockeln geeignet. Stein- und Betonspaltgeräte ermöglichen das spannungsarme Öffnen von Fels, Findlingen oder massiven Betonblöcken im Untergrund. Kombischeren und Multi Cutters trennen Stahlteile, Ankerstäbe und Profile im Anschlussbereich, während Stahlscheren bei der Anpassung oder dem Rückbau von Stahlpfählen helfen. In speziellen Lagen (Sondereinsatz), etwa in Industrieanlagen mit erhöhten Anforderungen an Funkenfreiheit, kann ein Tankschneider Teil des abgestimmten Maßnahmenpakets sein. Diese Arbeiten fügen sich in die Einsatzbereiche Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden, Felsabbruch und Tunnelbau, Natursteingewinnung und Sondereinsatz ein und unterstützen den reibungslosen, sicheren Umgang mit Schraubfundamenten im gesamten Lebenszyklus.