Autor: Hans-Rudolf Keusen

Die erfolgreiche Realisation eines Bauprojekts im Hochgebirgspermafrost ist für alle Beteiligten eine technische und logistische Herausforderung. Für die Erstellung von nachhaltigen Bauobjekten sind die Standortwahl und das Tragwerkskonzept von zentraler Bedeutung. Die Standortwahl muss auf eine detaillierte Vorstudie abgestützt werden, welche abklärt, ob der geplante Standort sich im Permafrost befindet, und die Baugrundbedingungen untersucht. Liegt der Standort im eishaltigen Permafrost, sollte eine Standortverschiebung oder ein Bauverzicht in Erwägung gezogen werden. Durch eine frühzeitige Beobachtung und Instrumentierung können Aussagen zur Temperatur, zum Eisgehalt und zum Deformationsverhalten des Baugrunds an einem potenziellen Standort gesammelt werden. In der Tragwerksanalyse müssen zusätzliche Lastfälle berücksichtigt werden, welche mögliche Veränderungen des Permafrost-Baugrunds einbeziehen. Die Einflüsse der Klimaerwärmung, der Bauaktivität und der Nutzung können zur Permafrost-Degradation im Baugrund beitragen und Auswirkungen wie z. B. differenzielle Setzungen und Kriechdeformationen auslösen. Die Permafrostentwicklung während der geplanten Nutzungsdauer eines Bauwerks muss prognostiziert und dementsprechend die langfristigen, charakteristischen Baugrundwerte gewählt werden. Infrastrukturen an exponierter Lage können zusätzlich durch Naturgefahren aus Permafrostgebieten gefährdet werden. Dies ist in die Gefährdungsbilder einzubeziehen und das Restrisiko ist bezüglich der Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks abzuschätzen. Die nicht abgedeckten Restrisiken, die aus Überlastfällen, Naturgefahren und andern Sonderrisiken zusammengesetzt sein können, sind der Bauherrschaft zu kommunizieren. Zur Gewährleistung der Nutzung während der Lebensdauer eines Bauwerks ist ein robustes, angepasstes Tragwerk, mit einem geeigneten Fundations- und Verankerungskonzept sowie mit eingeplanten Redundanzen wichtig. Mit systematischen Überwachungsmessungen können allfällige Probleme oder Gefahren während allen Projektierungsphasen besser erkannt und die Sicherheit erhöht werden. Eine systematische Aufzeichnung und Auswertung der Messungen kann als Frühwarnsystem dienen. Der praxisorientierte Leitfaden ist in drei Teile gegliedert. Im ersten Teil 'Grundlagen' wird das Phänomen Permafrost definiert, dessen Eigenschaften beschrieben und in der Praxis anwendbare Permafrost-Erkundungs- und Nachweismethoden aufgelistet. Im mittleren Teil des Leitfadens wird ein empfohlener Projektablauf aufgezeigt, und die Wichtigkeit einer ausführlichen Vorstudie mit entsprechender Vorlaufzeit sowie eines integralen Überwachungskonzepts während allen Projektphasen betont. Im dritten Teil werden technische Lösungen für Fragestellungen während der Ausführung und Sanierung von Fundationen, Verankerungen, Aushubarbeiten, flexiblen Systemen, Baugrund-Tragfähigkeitsverbesserung, Stollen und Tunnel sowie Massnahmen zur Verminderung von Wärmeeintrag in den Untergrund und der Umgang mit Baumaterialien von Bauten im Permafrost aufgezeigt. Im Hochgebirgspermafrost ist jedes Bauprojekt einzigartig und verlangt nach speziellen, angepassten Lösungen, um die vielen aussergewöhnlichen Situationen zu meistern. Generelle, allumfassende 'Rezepte' für nachhaltiges Bauen im Permafrost zu verfassen, ist aufgrund der hohen Komplexität nicht zweckmässig. Im vorliegenden Leitfaden werden dennoch diverse Herausforderungen und mögliche Lösungen dazu beschrieben. Diese basieren auf einem aktuellen, fachlichen und technischen Wissensstand, erheben jedoch keinen Anspruch allumfassend zu sein.