Schraubfundamente nach Baustandards richtig entwerfen

Verdrängungspfähle zeichnen sich dadurch aus, dass sie ohne Aushub oder Bodenentnahme installiert werden – mit Ausnahme einer geringen Bodenhebung oder Vibrationen beim Entfernen von Hindernissen oder als Unterstützung bei der Installation. Der Boden, der sich während der Installation von Verdrängungspfählen an der Oberfläche ansammelt, ist das Ergebnis des Verdrängungseffekts und des Fehlens einer Bodenbelastung nahe der Oberfläche. Er stellt keine erhebliche Menge an entferntem Boden dar.

Klassifizierung von Schraubfundamentpfählen – Fotounterschrift.

Einzuschraubender Pfahl (en: screw pile, de: Schraubpfahl) – ein Pfahl, bei dem der Pfahl selbst oder das Verrohrungselement am unteren Ende mehrere Windungen eines Schneckenbohrers besitzt und der durch gleichzeitige Einwirkung von Drehmoment und Eindrückkraft in den Boden eingebracht wird.

Schraubpfähle, die aus runden geschlossenen Stahlprofilen mit einer größeren Anzahl von Gewindegängen hergestellt sind, gewährleisten einen Selbstschneidemechanismus während der Installation.

Schraubpfähle sind unter Berücksichtigung folgender Aspekte zu entwerfen:

geotechnische Tragfähigkeit (äußere),
Tragfähigkeit des Elements (innere) sowie
Dauerhaftigkeit (Korrosionsbeständigkeit während der Nutzung).

Entwurf von Schraubfundamentpfählen – Fotounterschrift

Die geotechnische Planung basiert in der Regel auf einer von zwei gängigen Methoden – Probebelastungen oder analytischen Berechnungen. Geotechnische Untersuchungen in entsprechender Qualität sind für die korrekte Auslegung der Fundamente mit jeder Methode unerlässlich.

Methoden zur Überprüfung der äußeren Tragfähigkeit – Fotounterschrift

Statische Probebelastungen eines Pfahls, bei denen der Pfahl einer statischen Druck- oder Zuglast (Druck oder Zug) ausgesetzt wird, die in seiner Achse wirkt, um die Abhängigkeit der Verschiebung von der Last zu bestimmen. Das Prüfverfahren nach EN ISO 22477-1 kann einzyklisch oder mehrzyklisch durchgeführt werden.

Einzyklisches Verfahren – Die Last sollte schrittweise aufgebracht werden, wobei die Dauer jeder Belastungsstufe gleich bleiben sollte. Die Prüflast sollte in mindestens acht Belastungsschritten angewendet werden. Beim Erreichen der Grenztragfähigkeit kann die Größe der Belastungsstufe verringert werden, um die Setzungen des Pfahls unter der Last, die der Grenztragfähigkeit entspricht, genauer zu bestimmen.

Mehrzyklisches Verfahren – Die Last sollte in mindestens zwei Zyklen aufgebracht werden. Die maximale Last im ersten Zyklus sollte dem charakteristischen Wert der Pfahlreaktion (Fc,k) entsprechen. Die maximale Last im letzten Zyklus entspricht der Prüflast (Fp). Die Prüflast sollte in mindestens acht Belastungsschritten angewendet werden.

Analytische Methode – Dies ist die Überprüfung der axialen Tragfähigkeit eines Pfahls auf der Grundlage der Mantelreibung und des Spitzendrucks. Die Bestimmung der axialen Tragfähigkeit von Pfählen anhand empirischer Daten muss so erfolgen, dass eine zuverlässige Zuordnung charakteristischer empirischer Daten, die aus früheren Probebelastungen gewonnen wurden, zu den Ergebnissen der Spitzentragfähigkeit qb,k und der Mantelreibung qs,k (empirische Daten) möglich ist. Zu diesem Zweck gibt EC 7-1 die folgenden Grundgleichungen an:

Die Eignung der angegebenen empirischen Daten sowie anderer allgemeiner, aus Erfahrung gewonnener Daten muss durch einen Geotechnikexperten oder einen geotechnischen Planer in Bezug auf die vorgeschlagene Anwendung bestätigt werden.

In den Berechnungen sind auch die sogenannten Modellfaktoren (η) zu berücksichtigen, die von der Art der Pfahlspitze und der Mantelfläche abhängen. Sie ergeben sich aus der Herstellungstechnologie des Pfahls.

Wenn ein zusätzlicher Verstärkungsmodul in Form einer Scheibe mit äußerer Helix (sogenannter Vertical Booster) verwendet wurde, sollte dessen Tragfähigkeit ebenfalls zusätzlich in die Berechnungen einbezogen werden.

Es gibt viele Faktoren, die die endgültige Tragfähigkeit von Schraubpfählen beeinflussen, von denen die meisten in der Entwurfsphase detailliert berücksichtigt werden müssen. Die besten Ergebnisse lassen sich durch den Einsatz von hochwertigen Schraubpfählen der Winkelmann Foundation Screw erzielen.