Herstellungsverfahren

VIELSEITIGE GERÄTE

Die Verwendung von kompakten und leichten Geräten senkt die Anforderungen hinsichtlich Zufahrt, Arbeitsplattform und Baustellenfläche. Zu den Standardgeräten gehören im Allgemeinen ein Raupenbagger und ein Hydraulikhammer. Durch ihre schnelle Verfügbarkeit und leichte Beweglichkeit werden die Investitions- und Einrichtungskosten verringert und somit gleichzeitig die Einsatzdauer beträchtlich reduziert.

GLEICHLAUFENDE MANTELVERPRESSUNG
(MANTELVERPRESSTE GUSSRAMMPFÄHLE)

Pfähle aus duktilem Gusseisen sind eine Kombination aus Rammpfahl und Injektion. Das erste Rohr wird mit einem vergrößerten gegen oben offenen und nach unten zugespitzten Pfahlschuh versehen. Gleichzeitig mit dem Einrammen wird das mit dem Rammschuh verdrängte Erdreich durch Injektion von Mörtel oder Zementsuspension ersetzt. Je nach Bodenbeschaffenheit und Druck dringt dieser Mörtel mehr oder weniger weit in den umliegenden Boden ein. Wasser im Boden, selbst in gespanntem Grundwasser, wirkt sich nicht störend auf die Pfahlherstellung aus. Infolge der Erhärtung des Mörtels entsteht eine ausgezeichnete Verhaftung mit dem Boden, welche zusätzlich zum Spitzenwiderstand die Übertragung hoher Mantelreibungswerte ermöglicht. Zudem bildet der Mörtel für den Pfahlschaft eine ausgezeichnete Schutzhülle.

Die Pfahllänge kann durch das Zusammenstecken zusätzlicher Pfahlrohre (Steckmuffenverbindung Plug&Drive©) beliebig verlängert werden. Pfahllängen von über 50 m wurden bereits hergestellt.

Mantelverpresste Pfähle werden vorwiegend mit einer vordefinierten Länge in bindigen oder nicht-bindigen Böden eingebracht. Die Betonummantelung bewirkt, dank der Verzahnung mit dem Erdreich und der seitlichen Bodenverdrängung, eine erhöhte Mantelreibung und einen beträchtlichen Spitzenwiderstand.

VOLLVERDRÄNGUNGSPFAHL

Durch Einbringen bei Verdrängung des Erdreichs entfallen die Kosten und der Verkehr für die Bohrgutentsorgung. Im Falle von kontaminiertem Boden entstehen ferner keine Kosten für die Behandlung und Deponierung. Das Eindringen des Pfahlschuhs in den Boden erhöht durch die Verdrängungswirkung die mechanischen Eigenschaften des Untergrunds – und somit den erzielbaren Manteilreibungs- und Spitzenwiderstand – beträchtlich.

Die Messung des Eindringwiderstands ermöglicht eine Überprüfung der Pfahltragfähigkeit während der Ausführung. Durch die Rammaufzeichnungen der Pfähle und die Korrelation mit der Rammzeit können unterschiedliche Bodenschichten lokal festgestellt und sofort berücksichtigt werden. Somit entfallen Unsicherheiten aufgrund von Bodenschwankungen.

ERHÖHTE EINDRINGKRAFT

Unabhängig von der Pfahllänge bleibt die gesamte Rammenergie auf die Pfahlspitze konzentriert. Dies erklärt die beträchtliche Eindringkraft des Pfahls sowie die vernachlässigbaren Auswirkungen von Erschütterungen, die sich im Allgemeinen auf die unmittelbare Umgebung des Pfahls beschränken.

Die Schwinggeschwindigkeiten liegen deutlich unter dem Richtwert für erhöht empfindliche Bauwerke. Der Einbau von Pfählen aus duktilem Gusseisen ist in unmittelbarer Umgebung von Bauwerken und bis zu 40 cm an Nachbargebäuden möglich.

Die häufig für das Rammen von Pfählen aus duktilem Gusseisen verwendeten Hydraulikhämmer (1,7 - 2,5 t) haben eine hohe Schlagfrequenz (300 - 800 Schläge/Minute) und eine Schlagenergie in Höhe von 3.000 bis 5.000 Joule. Durch diese Technik wird eine höhere Tragfähigkeit als bei der Einbringung durch Einrütteln erreicht.

SCHNELLE AUSFÜHRUNG

Hohes Arbeitstempo: Die Tagesleistung kann je nach Einbringungsart bis zu 200 - 400 Laufmeter betragen. Eine Mannschaft besteht aus zwei Personen. Werden die Pfähle mantelverpresst, ist für die Injektion ein zusätzlicher Arbeiter nötig. Durch das Abschneiden exakt auf die erforderliche Höhe entfallen die Kosten und Verzögerungen für das Nachbearbeiten der Pfahlköpfe: Die Baumeisterarbeit kann direkt folgen.

UNVERPRESSTE GUSSRAMMPFÄHLE
(AUFTSTANDSPFÄHLE)

In ihrer einfachsten Form werden Pfähle aus duktilem Gusseisen unverpresst bis zum Stillstand gerammt. Sie sind im Allgemeinen besonders geeignet für weiche Böden mit einem tieferen tragfähigen Untergrund in Form von Felsgestein oder in Form einer sehr festen bindigen Bodenschicht (Aufstandspfähle). Die Pfähle können direkt nach dem Einrammen durch Betonverfüllen des Pfahlschafts ausbetoniert werden, um ihre innere Tragfähigkeit zu erhöhen.

Unverpresste Pfähle finden bei schlechten Böden in großen und variablen Stärken ihre Verwendung. Sie werden in den tiefen Felsuntergrund bis zum Stillstand gerammt und binden dort fest ein. Ausschlaggebend für die Pfahlbemessung ist die innere Tragfähigkeit des betonverfüllten Gussrohrs.

BETON, MÖRTEL UND ZEMENTSUSPENSION

Fertigteilrammpfähle aus duktilem Gusseisen können ganz ohne Beton eingebracht werden (im Fels verankerte unverpresste Aufstandspfähle). Allerdings werden die Fertigteilrammpfähle aus duktilem Gusseisen meistens zusammen mit einer Ummantelung und/oder einer Verfüllung von Beton, Mörtel oder Zementsuspension verwendet.

Die Aggregation von Beton, Mörtel oder Zementsuspension und metallischer Bewehrung erhöht sowohl die innere Tragfähigkeit des Pfahls durch die Bildung einer Verbundstruktur aus Gusseisen und Beton, als auch dessen äußere Tragfähigkeit durch die injizierte Reibungsfläche und dessen Dauerhaltbarkeit durch Schaffung eines effizienten Korrosionsschutzes.

NACHWEIS DER ÄUßEREN TRAGFÄHIGKEIT

Die äußere Tragfähigkeit der Gussrammpfähle kann während ihrer Herstellung überprüft werden, indem der Eindringwiderstand laufend gemessen wird. Die Rammaufzeichnung zeigt eine unmittelbare Korrelation zwischen Rammzeit und Bruchwerte für Mantelreibung und Spitzenwiderstand.

Diese Berechnungsmethode ermöglicht es, die Tragsicherheit des Bauwerks zu erhöhen und die Gründungskosten durch eine Längenanpassung der Pfähle an die tatsächlichen Bodenverhältnisse zu verringern. Außerdem steht sie für eine systematische Qualitätskontrolle der Pfahleinbringung und für eine Überprüfung der Homogenität der vorliegenden Böden.