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Hausboot-Villa
Obwohl die Villa Hotz in Zug wie ein Massivbau erscheint, wird sie tatsächlich von einem Holztragwerk getragen. Der Bau musste möglichst leicht sein, um keine zu grossen Setzungen im strukturempfindlichen Baugrund zu verursachen. Diese blieben und bleiben trotzdem nicht aus.
Das äusserliche Erscheinungsbild des letzten Zeitzeugen des grossbürgerlich-repräsentativen Wohnens im Heimatstil in Zug ist leicht irreführend. Statt eines Massivbaus ist er ein ausgemauerter Holzriegelbau. Das macht ihn leichter als sein optisch vorgezeichnetes Bild – eine dringende Notwendigkeit für die Villa auf diesem Baugrund.
Als Leichtgewicht konstruiert
Die Dachkonstruktion ist als klassische Holzkonstruktion erstellt worden. Sie besteht aus einem Satteldach mit zwei Turmkonstruktionen und einer Schlepplukarne. Den Dachstuhl im 3. Obergeschoss bilden Bundstreben, die die Lasten aus der Firstpfette und der oberen Mittelpfette weiter in die Decken der Wandkonstruktionen leiten. Im selben Geschoss sind auch stabilisierende Elemente wie Büge und Windverbände angebracht.
Die Decken bestehen aus einer horizontalen Holzbalkenlage, zwischen die ein Schiebeboden mit Gipsuntersicht eingebracht wurde. Auf den Balken liegt ein geschifteter Blindboden und direkt darauf das bestehende Parkett, eine Konstruktion, die zu dieser Zeit in der Schweiz sehr verbreitet war.
Die Wände wiederum sind als Pfosten-Riegel- und Strebenkonstruktionen erstellt. Dabei sind die Aussenwände ausgemauert und die Innenwände beplankt bzw. mit Gipswänden versehen. Die Wände übernehmen die Lasten aus den Decken und leiten sie weiter in die Fundamentplatte.
Bodenpressung reduzieren
Das Gebäude mit seiner etwa 13.5 m × 12.5 m grossen Grundrissfläche ist flach fundiert, wobei die Bodenplatte mit ihrer Fläche von 17.2 m × 17.5 m den Grundriss des Hauses überlappt. Auf diese Weise werden die Bodenpressungen besser verteilt und verkleinert. Das ist nötig, um Setzungen zu reduzieren, denn der Baugrund besteht aus Seekreide, eine Deltaablagerung, die hier am Ufer des Zugersees über 100 m tief reicht und äusserst strukturempfindlich ist.
Die gesamte Seeuferzone ist einem tief greifenden, immer noch anhaltenden Konsolidierungsprozess unterworfen. Seit das Haus steht, verkippt es, und der Baugrund setzt sich unter den Lasten des Gebäudes. Nach wie vor setzt sich das Haus jährlich um 3.5 mm, in derselben Zeitspanne verschiebt es sich um etwa 0.5 mm horizontal gegen den Zugersee. Glücklicherweise ist die nach Südwesten ausgeprägte Verkippung von 150 mm seit etwa 1950 unverändert stabil.
Damit diese Stabilität auch künftig anhält, sollte das Duo aus Bau und Baugrund keine Lastumlagerungen erfahren. Diese würden infolge Bauarbeiten in naher Umgebung oder infolge Belastungsänderungen bei Umbauarbeiten im Gebäudeinnern entstehen. Dies sollte in jedem Fall vermieden werden, um keine Schäden im Bauwerk zu verursachen.
Zusatzlasten vermeiden
Der ursprünglich angedachte Ausbau des Dachstuhls im Zuge der aktuellen Instandsetzung sowie die Massnahmen bezüglich des Brand- und Schallschutzes hätten unweigerlich zu Zusatzlasten von etwa 10 % des Istzustands geführt. Sie hätten in den Baugrund eingeleitet werden müssen. Aufgrund der heiklen geotechnischen Situation wären Setzungen und allenfalls eine weitere Verkippung die Folge gewesen.
Auch Verbesserungen am Baugrund beispielsweise durch Jettingsäulen, Injektionsverfahren mit Expansionsharz, Mikropfähle oder einen Entlastungsaushub wären nicht zielführend gewesen, denn auch sie stellten einen Eingriff in den strukturempfindlichen Baugrund und damit eine kritische Veränderung der geotechnischen Situation dar.
Zur Zeit der Erstellung 1927 gab es keine Vorgaben bezüglich der Einwirkung durch Erdbeben. Entsprechend wurde das bestehende Tragwerk nicht auf diesen Lastfall ausgelegt. Um die gemäss den heutigen SIA-Normen anzusetzenden horizontalen Lasten abtragen zu können, müssten die Deckenkonstruktionen aus Holz als Scheiben und die vertikalen Aussen- oder auch einzelne Innenwände aussteifend wirken. Beides war nicht ohne Zusatzlasten und vor allem nicht ohne Lastumlagerungen
umsetzbar.
Zu berücksichtigen war schliesslich auch der Aspekt, dass das auf Erdbeben ertüchtigte Tragwerk gar nicht die erwünschte Sicherheit bieten würde. Es ist davon auszugehen, dass sich der Baugrund im Fall eines Erdbebens verflüssigt. Massgebend ist also vielmehr ein globaler Versagensmechanismus unter Berücksichtigung der Interaktion zwischen Tragwerk und Baugrund.
Zurück zum Original
Dem Planungsteam blieb nichts anderes übrig, als das Umbauprojekt im engen Dialog mit der Bauherrschaft auf ein Minimum zu reduzieren. Aufgrund dieser Abwägung entschied man, praktisch keine Verstärkungsmassnahmen für die Horizontallastabtragung im Tragwerk und im Baugrund auszuführen. Mit der Umsetzung der Minimalvariante blieb denn auch der originale Bestand erhalten, was wiederum die Qualität des Projekts ausmacht. Insofern kam es dem historischen Bijou am Zuger Seeufer durchaus zugute, dass es auf einem schlechten Baugrund steht.