Die Ziele des Tiefbaus
- Die Voraussetzungen für weitere tiefbautechnische Arbeiten werden mit Spezialtiefbau geschaffen. Dieser Aspekt befasst sich mit Verbesserungen des Baugrunds durch Arbeiten in größerer Tiefe.
- In weniger großer Tiefe sind die Arbeiten des Teilgebiets Grundbau angesiedelt. Das Ziel der Arbeiten ist allerdings auch hauptsächlich ein Herstellen von für Endanwendungen erforderlichen Bedingungen.
- Tiefbauunternehmen erstellen auch direkt nutzbare Objekte wie Straßen und Tunnel.
Verkehrstechnik mit Tiefbauarbeiten
Dieser Bereich gehört zu den größten und für den einzelnen Bürger sichtbarsten Arbeitsbereichen des Tiefbaus. Speziellere Projekte im Verkehrswesen sind die Errichtung von Kanälen, Regulierungen von natürlichen Gewässern und die Errichtung von Seehäfen.
Eisenbahnbau gehört zu den Anwendungen im Verkehr, die sich auch auf den Tunnelbau erstrecken. Sowohl für Straßen als auch für Eisenbahnlinien sind neben den Tunneln auch Brücken zu errichten. Sie besitzen im Gegensatz zu fast allen anderen Tiefbauarbeiten eine ästhetische Komponente. Im tiefbautechnischen Teil der Brücke geht es besonders um Widerlager und eine stabile Verankerung.
Der wohl wichtigste Bereich im Verkehr ist allerdings der Straßenbau. Der natürliche Boden ist als Verkehrsfläche für bescheidene Zwecke ausreichend, aber fast jeder Fahrzeugverkehr erfordert eigene tiefbautechnische Maßnahmen. Das Ziel ist eine dauerhaft nutzbare, sichere, umweltverträgliche und wirtschaftliche Verkehrsfläche. Für den Nutzer erkennbar sind technische Eigenschaften wie eine Vermeidung von Staubentwicklung durch geeignete Beläge und ein gewölbter Querschnitt, der das Abfließen von Wasser sicherstellen soll.
Erdbau
Im Erdbau wird die Form und Beschaffenheit von Boden zielgerichtet verändert. Grundlegende Schritte dazu sind das Bewegen und Verdichten des Bodens. Dafür bestehen Verbindungen zum Wasserbau, weil fließendes und stehendes Wasser durch Erdmassen geführt wird. Erdbau schafft auch die Voraussetzungen für die Errichtung von Straßen und Landebahnen.
Im engeren technischen Sinn geht es beim Erdbau um Gründungen, die den Übergang vom Bauwerk zum Boden darstellen. Diese Gründungen haben die Aufgabe, Kräfte vom Bauwerk stabil auf den Boden zu übertragen. In den meisten Fällen sind das durch das Gewicht des Gebäudes vertikal wirkenden Kräfte. Bei hohen Bauwerken kommen die horizontalen Kräfte durch Winddruck hinzu. Beispiele für solche Konstruktionen sind heute Windkraftanlagen und Hochhäuser. An Kathedralen im gotischen Stil mit schlanken Pfeilern wurden diese Effekte schon im Mittelalter beobachtet.
Flachgründungen wie Fundamente kommen bei praktisch allen Bauprojekten zum Einsatz. Technisch aufwendiger sind Tiefgründungen, die bei schlechtem Baugrund erforderlich werden. Die häufigste für diese Zwecke verwendete Technik ist eine Pfahlgründung. Damit wird der Arbeitsbereich des Spezialtiefbaus berührt.
Spezialtiefbau
Dieser Bereich des Tiefbaus kann als Teil oder auch als Erweiterung des Grundbaus gesehen werden, und zwar als Erweiterung in größere Tiefe. Der Spezialtiefbau befasst sich mit Arbeiten zur Verbesserung der Eigenschaften des Bodens, die in größerer Tiefe ausgeführt werden müssen. Naturgemäß stehen über die Beschaffenheit tieferer Bodenschichten weniger detaillierte Informationen zur Verfügung. Das gilt auch für die Funktionsfähigkeit von in solcher Tiefe eingesetzten Bauelementen wie einer Pfahlgründung oder der Wirkung von Werkzeugen wie einer Bohrmaschine.
Diese Effekte sind also nur indirekt erschließbar, weswegen ein im Spezialtiefbau tätiges Tiefbauunternehmen über besonders qualifiziertes Personal verfügen muss.
Die wohl wichtigste und auch traditionsreichste Technik im Bereich des Spezialtiefbaus ist das Absenken von Pfählen in den Baugrund. Auf diese Weise Tragfähigkeit zu erreichen, geht unter Verwendung von Holzpfählen bis in die Vorgeschichte der Menschheit zurück.
Tunnelbau
In diesem Bereich geht es um die Schaffung von Hohlräumen, was eine Verbindung zum Bergbau herstellt. Der Tiefbau befasst sich aber nicht direkt mit dem Abbau von Rohstoffen, sondern stellt diese Hohlräume für eine direkte Verwendung her, sei es als Verkehrsmittel oder als Raum für die Unterbringung von Maschinen wie denjenigen eines Kraftwerks.
Tunnelbau hat enge Verbindungen zum Spezialtiefbau, weil in größeren Tiefen die Beschaffenheit des Gesteins oft erst im Zuge des Ausbrechens bekannt wird. Diese Arbeiten gehören zu den anspruchsvollsten im ganzen Tiefbau und erfordern detaillierte Kenntnisse der Geologie und Geomechanik.
Wasserbau
Im Wasserbau befasst man sich mit Grundwasser, frischwasserführenden Oberflächengewässern und mit der baulichen Gestaltung der Meeresküste. Die bautechnischen Aspekte haben enge Verbindungen mit dem Grundbau.
Schon in der Frühzeit der ersten Städte war der Wasserbedarf einer solchen Siedlung nicht auf natürliche Weise zu decken. Künstliche Eingriffe aus dem Bereich des Tiefbaus waren also schon damals erforderlich.
An sich muss Wasser vor und nach seiner Verwendung durch bauliche Maßnahmen in die gewünschte Richtung geführt werden. Zwecke und Anwendungen ergeben sich aus der Notwendigkeit einer Bewässerung von Anbauflächen, eines Hochwasserschutzes oder der Energieerzeugung. Heute ist das in der Regel die Wasserzuführung für ein Wasserkraftwerk, aber schon im Altertum wurde dieselbe Idee für den Betrieb von Wassermühlen verwendet.
