GEWI-Anker

Die Installation beginnt mit der Herstellung eines Bohrlochs bis zur berechneten Tiefe. Hierbei wird meist ein rotierend-spülendes Bohrsystem verwendet, bei dem eine Bohrflüssigkeit den gelösten Boden an die Oberfläche transportiert und gleichzeitig die Wände des Lochs vorübergehend stabilisiert. Der Durchmesser dieses Lochs ist deutlich größer als der des Stabs selbst, um ausreichend Platz für die Mörtelschicht zu bieten.

Sobald die gewünschte Tiefe erreicht ist, wird der Stahlstab in das Bohrloch abgesenkt. Da der Stab über die gesamte Länge mit einem groben Gewinde versehen ist, können eventuelle Verlängerungen einfach vor Ort mit Kupplungsmuffen realisiert werden. Zentrale Führungselemente um den Stab gewährleisten, dass dieser exakt in der Mitte des Bohrlochs bleibt.

Die Injektion bildet die nächste kritische Phase. Unter kontrolliertem Druck wird eine Zementmischung von unten in das Bohrloch gepumpt. Die Injektion wird fortgesetzt, bis die vorhandene Spülung vollständig durch den schwereren Mörtel verdrängt ist. Der Druck sorgt dafür, dass sich die Zementmischung fest in den umgebenden Bodenschichten verankert, was zu einem unregelmäßig geformten Mörtelkörper führt. Nach dem Aushärten wird der Anker an der Oberseite fertiggestellt.

• Fixierung: Montage von Ankerplatten und Muttern direkt auf dem Gewinde.
• Kopplung: Verlängerung der Stabkonstruktion ohne Schweißarbeiten.
• Fertigstellung: Ablängen oder Verlängern des Stabs auf Höhe entsprechend den endgültigen Konstruktionsanforderungen.

Der Anker ist nach der vollständigen Aushärtezeit des Zementkörpers für die Belastung bereit. Das grobe Gewinde fungiert hierbei als mechanische Verzahnung, die die Kräfte vom Stahl auf die Mörtelsäule und anschließend auf den Boden überträgt.

Festigkeitsklassen und Stahlsorten

Stahl ist nicht gleich Stahl. Die Standard-GEWI-Stäbe werden in der Regel in einer Stahlgüte mit einer Streckgrenze von 500 oder 555 N/mm² geliefert. Für Projekte, bei denen der Platz begrenzt, aber die Kräfte groß sind, wird oft auf den GEWI Plus ausgewichen. Dieses System verwendet hochwertigen Stahl mit einer Streckgrenze von 670 N/mm². Der Vorteil? Eine größere Tragfähigkeit bei gleichem Durchmesser. Effizienz im Boden. Darüber hinaus gibt es Varianten aus Edelstahl für sehr spezifische industrielle Anwendungen, die jedoch in der regulären Gründungstechnik aufgrund der Kosten selten sind.

Dauerhaftigkeitsklassen

Die Lebensdauer der Konstruktion bestimmt die Ausführung des Ankers. Temporäre GEWI-Anker, die für eine Nutzungsdauer von bis zu zwei Jahren vorgesehen sind, haben eine einfache Ausführung. Die Mörtelüberdeckung dient hier als primärer Schutz. Permanente Anker erfordern mehr Sicherheit. Doppelter Korrosionsschutz (DCP) ist dann die Norm. Hierbei wird der Stahlstab bereits im Werk von einem profilierten Kunststoffmantel (PE-Rohr) umhüllt, wobei der Raum zwischen Stahl und Kunststoff mit Zementmörtel gefüllt ist. Eine zusätzliche Barriere gegen aggressive Bodenverhältnisse. Kein Risiko von Flugrost oder tiefgehender Korrosion.

Starre Stäbe versus flexible Litzen

Verwechslungen mit Litzenankern liegen nahe. Während ein Litzenanker aus einem Bündel flexibler Stahldrähte besteht, ist ein GEWI-Anker ein massiver, starrer Stab. Dies ist entscheidend für die Funktion. Litzenanker eignen sich ausschließlich für Zugbelastung. GEWI-Stäbe sind multifunktional. Durch ihre Steifigkeit können sie, bei richtiger Dimensionierung und Umhüllung, auch Drucklasten aufnehmen. In diesem Fall spricht man oft von einem Mikropfahl anstelle eines Ankers. Ein Produkt, zwei Funktionen. Auch der Unterschied zu Dywidag-Stäben ist semantisch; GEWI ist ein spezifischer Markentyp innerhalb des breiteren Sortiments von Stabankern, der im Laufe der Jahre zu einem Gattungsbegriff geworden ist.

Ein Parkkeller tief unter dem Grundwasserspiegel. Die Betonsohle droht durch den enormen Wasserdruck von unten wie ein Korken nach oben zu treiben. Hier fungieren GEWI-Anker rein als Zugpfähle. Sie verankern die Kellerdecke tief in den darunterliegenden Sandschichten, wobei das grobe Gewinde des Stabs für eine unverrückbare Verbindung mit dem Mörtelkörper sorgt. Keine meterdicke Betonsohle als Ballast erforderlich. Die Ankerköpfe werden direkt in die Bewehrung der Sohle integriert und nach dem Betonieren mit Ankerplatten und Muttern fixiert.

Renovierung eines historischen Grachtenhauses mit Setzungserscheinungen. Der Arbeitsraum im Keller ist minimal. Eine traditionelle Rammmaschine passt einfach nicht durch die Tür. GEWI-Stäbe bieten als Mikropfahl eine Lösung. Da der Stab über die gesamte Länge ein Gewinde hat, bringt der Unternehmer kurze Abschnitte von beispielsweise zwei Metern ein. Diese werden vor Ort mit Kupplungsmuffen verbunden, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist. Kleines Gerät, große Wirkung. Der Pfahl überträgt in diesem Fall Drucklasten von den neuen Fundamentbalken direkt auf den festen Baugrund.

Entlang der Autobahn fängt eine hohe Lärmschutzwand die volle Windlast auf. Dies verursacht ein Kippmoment auf die Gründung. Auf der Windseite entsteht eine enorme Zugkraft, während die Leeseite in den Boden gedrückt wird. GEWI-Anker sind ideal für diese wechselnden Belastungen. Sie werden schräg (als Schräganker) unter die Fußplatte gebohrt. Ein System nimmt sowohl Zug als auch Druck auf. Die Stäbe werden auf die richtige Höhe abgeschliffen und mit einem Drehmomentschlüssel an der Stahlkonstruktion befestigt. Schnell. Zuverlässig.

Sicherheit im Untergrund ist keine freiwillige Entscheidung. Sie ist eine gesetzliche Vorgabe. Die Musterbauordnung (MBO) und die Landesbauordnungen (LBO) stellen grundlegende Anforderungen an die Standsicherheit von Bauwerken, wobei die Stabilität von Gründungselementen wie GEWI-Ankern zweifelsfrei gewährleistet sein muss. Keine Kompromisse.

Die Bemessung dieser Ankersysteme basiert auf den Eurocodes. DIN EN 1997 (Eurocode 7) gibt die geotechnischen Berechnungsregeln für die Tragfähigkeit vor. Wichtig hierbei ist die Unterscheidung der Anwendung. Für Anker, die primär auf Zug belastet werden, ist die Ausführungsnorm DIN EN 1537 maßgeblich. Diese Norm stellt strenge Anforderungen an die Installation, die Mörtelqualität und den Korrosionsschutz. Wird der GEWI-Stab jedoch als Gründungspfahl für Druckbelastung eingesetzt? Dann verschiebt sich der Prüfrahmen direkt auf DIN EN 14199, die Norm für Mikropfähle. Derselbe Stab, ein anderes Regime.

Die Validierung auf der Baustelle ist essenziell. Die Gesetzgebung und die zugrunde liegenden Normen erfordern oft spezifische Prüfungen, um die Rechenwerte zu verifizieren:

• Eignungsprüfungen: Zur Überprüfung der theoretischen Bemessungsannahmen an die spezifische, lokale Bodenbeschaffenheit.
• Kontrollprüfungen: Prüfungen an einer Auswahl der hergestellten Anker zur Sicherung der Ausführungsqualität.
• DIN 18551: Häufig herangezogen für die Prozesszertifizierung der Herstellung von Gründungspfählen und Ankern.

DIN EN 10080 ist ebenfalls relevant für die Stahlgüte der Gewindestäbe selbst. Es geht um Nachweisbarkeit. Alles muss in der Konstruktionsdokumentation stimmen. Ein Anker ist erst dann ein Anker, wenn die Berechnung der Prüfung durch die Aufsichtsbehörde standhält.

Die Technik hinter dem GEWI-Stab hat ihren Ursprung beim deutschen Unternehmen Dyckerhoff & Widmann AG, besser bekannt als Dywidag. Nach dem Zweiten Weltkrieg bestand ein enormer Bedarf an effizienten Baumethoden für den Wiederaufbau. Deutsche Ingenieure suchten nach einer Alternative zu traditionellen Bewehrungsstäben, die in ihrer Koppelbarkeit begrenzt waren. Die Lösung lag in der Entwicklung des 'Gewindestabs'. Dies war ein Stab, bei dem das Gewinde direkt während des Walzens über die gesamte Länge angebracht wurde. In den 1950er und 1960er Jahren wurde dieses System primär für die Spannbetontechnik im Betonbau eingesetzt. Es bot eine bis dahin im schweren Konstruktionsbau beispiellose Flexibilität.

Ab den 1970er Jahren verlagerte sich die Anwendung vom oberirdischen Betonbau auf die unterirdische Infrastruktur. Man entdeckte, dass das grobe Gewinde nicht nur für Kupplungen praktisch war, sondern auch eine überlegene Haftung mit Zementmörtel bot. Der GEWI-Stab wurde zum Anker. Die Einführung von kaltgewalztem Stahl mit hoher Streckgrenze ermöglichte die Verwendung schlanker Elemente für schwere Zuglasten in Baugruben und bei Kaikonstruktionen. Wo man zuvor auf klobige, schwere Rammpfähle angewiesen war, bot der Bohrpfahl eine vibrationsarme Alternative. Die Technik wurde optimiert. Bohrmethoden verbesserten sich.

Die historische Entwicklung des Systems ist eng mit dem Kampf gegen Korrosion verbunden. Anfänglich verließ man sich allein auf die Alkalität des Mörtels. In den 1980er Jahren führten Schäden an permanenten Ankern zur Entwicklung des Doppelten Korrosionsschutzes (DCP). Diese Innovation, bei der ein Kunststoffmantel hinzugefügt wird, ebnete den Weg für den Einsatz in permanenten Wasserbaukonstruktionen. Mit der Einführung der Eurocodes zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde die Berechnungsweise international standardisiert. Was als spezifisches Markenprodukt begann, entwickelte sich zu einem generischen technischen Standard im europäischen Tiefbau. Heute ist die Stahlgüte weiter auf die 'Plus'-Varianten gesteigert worden, wobei die Streckgrenze immer höher liegt, ohne Einbußen bei der Verarbeitbarkeit auf der Baustelle.