Eine Pfahlgründung wird verwendet, wenn der Baugrund weich oder wasserreich ist, um Setzungen zu minimieren. Sie verhindert zudem, dass ungleichmäßige Lasten oder unterschiedliche Gründungssteifigkeiten das Gebäude kippen lassen. Eine Bohrpfahlgründung ist besonders sinnvoll, wenn die tragfähige Schicht tief im Untergrund liegt. Bei tiefen Baugruben mit hohen Auftriebslasten während der Bauphase oder im Endzustand dienen Pfähle auch als Schutz gegen Auftrieb und müssen daher auf Zugkraft ausgelegt sein.
Pfahltypen
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Bohrpfählen und Verdrängungspfählen. Verdrängungsbohrpfähle, eine Mischform beider Typen, lassen sich in Teil- und Vollverdrängungsbohrpfähle unterteilen. Mikropfähle kommen bei begrenztem Platzangebot zum Einsatz.
Die Auswahl des Pfahltyps richtet sich nach folgenden Kriterien:
Bei Bohrpfählen wird das Bodenmaterial abgetragen und entfernt. Um die Stabilität des Bohrlochs zu gewährleisten, wird eine Verrohrung oder eine Stützflüssigkeit verwendet. Lange Bohrpfähle werden oft mit einer Stützflüssigkeit hergestellt.
Gängige Herstellungsverfahren sind:
Kelly-Drehbohren mit verrohrter Bohrung
Unverrohrte Bohrung mit Stützflüssigkeit
Greiferbohrverfahren mit Verrohrungsmaschinen
Schneckenortbetonbohrpfähle (SOB-Pfahl)
Teilverdrängungsbohrpfähle (TVB-Pfahl)
Vor-der-Wand-Verfahren (VdW)
Das Kelly-Drehbohren mit verrohrter Bohrung funktioniert folgendermaßen: Ein Bohrrohr wird mit einer Drehbewegung in den Boden gedrückt, wodurch Grundwasser in das Bohrloch eindringt, sodass der Wasserspiegel im Bohrloch mindestens 1,5 Meter über dem Grundwasserspiegel liegt. Das Bodenmaterial im Rohr wird dann mit einem Greif- oder Drehbohrer entfernt. Danach wird der Bewehrungskorb eingesetzt und Ortbeton eingefüllt. Damit sich Grundwasser und Schlamm nicht mit dem Beton mischen, wird das Kontraktorverfahren angewendet. Solange der Beton noch frisch ist, wird die Verrohrung gezogen, wobei deren Unterkante stets tiefer als der Betonspiegel sein muss. Da der Beton an der Oberseite eine geringere Festigkeit hat, wird normalerweise 50 bis 100 cm über den geplanten Pfahlkopf hinaus betoniert, dieser Überbeton wird nach dem Aushärten abgestemmt.
Verdrängungspfähle
Bei Verdrängungspfählen fällt kein Bodenaushub an, was sie ideal für kontaminierte Böden macht. Sie sind geräuscharm und erschütterungsfrei herstellbar, was sie für innerstädtische Bereiche und empfindliche Nachbarbebauung geeignet macht.
Zu den Verdrängungspfählen gehören:
Holzpfähle
Stahlpfähle
Stahlbetonrammpfähle
Ortbetonverdrängungspfähle
Vollverdrängungspfähle (VVB), auch Schraubpfähle genannt
Das Verfahren für Vollverdrängungspfähle beginnt mit dem Einbohren eines Stahlrohrs mit Schneidkopf oder wendelförmiger Fußspitze in den Boden. Nach Erreichen der Bohrtiefe wird ein Bewehrungskorb eingesetzt und das Rohr mit Beton gefüllt. Das Bohrrohr wird abwechselnd links- und rechtsdrehend herausgezogen. Anschließend wird der Pfahlkopf gekappt und die Anschlussbewehrung hergestellt.
Geothermisch aktivierte Pfahlgründungen
Energiepfähle kombinieren die Gründung mit der Nutzung oberflächennaher Geothermie. Sie sind besonders kosteneffektiv für Gebäude, die aufgrund der Geologie eine Pfahlgründung benötigen. Ortbetonpfähle haben dabei den Vorteil, dass sie nicht durch den Rammvorgang beschädigt werden können. Vor dem Einbau der PE-Rohre in das Vortreibrohr und nach Fertigstellung der Pfähle werden Dichtigkeitsprüfungen durchgeführt. Nach dem Kappen der Pfähle werden die PE-Rohre horizontal an die Wärmepumpen der Energiezentrale angeschlossen.
Pfahlgründungen sind somit eine effektive Lösung für die Stabilisierung von Bauwerken auf schwierigem Baugrund, insbesondere bei weichen oder wasserreichen Böden und hohen Auftriebslasten.
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