Duktile Rammpfähle im Spezialtiefbau

Ist der Boden nicht ausreichend tragfähig oder ergeben sich durch das Bauen am Wasser besondere Ansprüche, sind duktile Rammpfähle oft die technisch beste und wirtschaftlichste Lösung. Verankert im tiefen liegenden, festen Untergrund schlagen sie damit eine Brücke über die kritischen Schichten. Sei es beim Bauen am Wasser oder beim Grundbau in Hamburg - Duktilpfähle tragen das Bauwerk sicher.

Sicherer Brückenschlag zu festem Untergrund - Anwendung

Beim Bauen am Wasser, speziell beim Grundbau in Hamburg, bieten duktile Rammpfähle zahlreiche Vorteile.

Speziell wenn sich das Grundwasser sehr nahe an der Geländeoberkante befindet, sind duktile Rammpfähle eine kostengünstige Lösung für den Bau von z. B. Wohnhäusern. Im Vergleich zu anderen Systemen sparen duktile Rammpfähle nicht nur Kosten. Die schonende, weil vibrationsarme Einbringung spricht ebenso für deren Verwendung im Spezialtiefbau.

Beim Einschlagen der Rohre kommt es dank ihrer kleinen Querschnitte nur zu sehr geringen Erschütterungen. Mit Spezialgeräten können die Duktilpfähle auf engem Raum in den Untergrund gerammt werden. Die Baustelleneinrichtung erfolgt rasch, da die dafür notwendigen Geräte leicht und wendig sind. Der Platzbedarf für die Rohre im Baubetrieb ist gering und der Transport der kompakten Duktilpfähle ist verhältnismäßig einfach.

Duktile Rammpfähle als Fertigteilsystem sind sehr flexibel im Einsatz. Auf Basis der Rammkriterien bestimmt man die Länge der Pfähle und die Tragfähigkeiten vor Ort. Es ist problemlos möglich die äußere Tragfähigkeit der Pfähle durch eine Mantelverpressung zu erhöhen. Davon profitiert man auch beim Grundbau in Hamburg.

Einer der bedeutendsten Vorteile in der Verwendung der Duktilpfähle ist deren Wirtschaftlichkeit. Bei geringen Investitionskosten in Ausrüstung und Gerät ist die tägliche Produktionsleistung hoch. Da es nicht notwendig ist Bohrgut zu entsorgen, fallen auch keine zusätzlichen Kosten an. Die geothermische Nutzung von Rammpfählen ist eine Möglichkeit, um Erdwärme zur Energiegewinnung zu nutzen. Die aus Eisen bestehenden Pfähle leiten Wärme hervorragend. Eine erdgekoppelte Wärmepumpe ist in der Lage eine entsprechende Heizanlage zu betreiben. Erdwärme kann zur Energiegewinnung genutzt werden - duktile Rammpfähle werden hierbei zu sogenannten Energiepfählen!

Technische und wirtschatliche Vorteile der Duktilpfähle

Duktile Rammpfähle bieten eine Reihe von technischen Vorteilen im Spezialtiefbau:

Universelle Einsetzbarkeit zur Tiefgründung mit Tragkraft über 2.000 kN und entsprechendem Lastabtrag über Spitzendruck und/oder Mantelreibung
Achsabstand von nur 50 cm zu sensiblen Bestandsbauten Dank der erschütterungsarmen Einbringung
Abtragen von Horizontalkräften mittels Pfahlstellung ohne Mantelverpressung bis zu 45° Neigung
Hohe Korrosionsbeständigkeit durch Mantelverpressung
Anpassung der Pfahllängen vor Ort: Damit kann der Nachweis der äußeren Tragfähigkeit bereits während der Herstellung erfolgen.
Anerkanntes System: Bestens bewährt, nicht zuletzt ist bereits der Einbau von Millionen von Laufmetern erfolgt.
Sehr gute Umweltverträglichkeit: Das Tragglied besteht aus 100 % Recyclingmetall.

Auch die wirtschaftliche Seite von duktilen Rammpfählen hat eine Reihe von Vorteilen:

Kostengünstige Baustelleneinrichtung: Handelsübliche Geräte kommen zum Einsatz und die Anforderungen an die Arbeitsebene gering sind.
Optimierung der Längen: In wechselnden Baugründen sind die Längen während der Herstellung der Duktilpfähle flexibel möglich. Es entsteht kein Verschnitt.
Hohe Produktionsleistung: Bis zu 400 Pfahlmeter pro Tag sind möglich und haben so kurze Bauzeiten zur Folge.
Schnelle Kupplung: Mit der Plug & Drive(R) Technologie werden Steckmuffenverbindungen der einzelnen Pfahlrohre ohne Spezialwerkzeug oder Schweißarbeit schnell und kraftschlussig hergestellt. Nacharbeiten an den Pfahlköpfen sind nicht nötig.
Minimale Entsorgungskosten: Eine Bohrgutabfuhr ist nicht notwendig und es fallen nur geringe Überschussmengen Zementmörtel an.

Nachteile von duktilen Rammpfählen

Duktile Rammpfähle können bei speziellen Konstellationen im Spezialtiefbau aber auch Nachteile aufweisen:

Probleme bei sehr festen Böden: Liegen feste Zwischenschichten wie Fels oder Mergel vor, so sind tragfähige Untergründe schwerer erreichbar.
Geringe Pfahlabstände schwierig: Der Einbau wird durch den verdrängten Boden erschwert.
Lärmbelästigung: Das von einem Schnellschlaghammer in Form von Pfahlschüssen durchgeführte Rammen erzeugt enormen Lärm.

Funktionsprinzip einer Pfahlgründung

Pfahlgründungen überbrücken nicht oder schlecht tragfähige Bodenschichten. Die Pfähle tragen die Last von Tragwerken in tragfähige Bodenschichten ab, die tiefer liegen. Um dies zu erreichen, bohrt oder rammt man die duktilen Rammpfähle in den Baugrund, bis eine Boden- oder Gesteinsschicht erreicht ist, die ausreichend tragfähig ist. Die Reibung des Pfahls mit dem Baugrund und der Druck der Pfahlspitzen sorgen dafür, dass die Last in den Untergrund abgetragen wird.

Duktile Rammpfähle haben im Gegensatz zu spröden Werkstoffen eine spezielle Eigenschaft. Der Rohstoff duktiles Gusseisen beinhaltet Grafit und ist zäh sowie plastisch verformbar. Er verformt sich unter Scherbelastung dauerhaft bevor ein Bruch erfolgt. Die Statik der Pfahlstruktur bleibt daher auch bei Scherbelastung gut erhalten. Damit die Duktilpfähle die hohe Schlagenergie aufnehmen können, wird dem Gusseisen bei der Schmelze Magnesium zugesetzt.

Die sogenannten Vollverdrängungspfähle sind in der Bauausführung des Spezialtiefbaus üblich und ein wichtiges Bauelement der Pfahlgründung. Beim Einbringen in den Untergrund verdrängen sie entsprechend den Boden.

Duktile Rammpfähle mit Durchmessern von z.B. 63,5 mm tragen je Pfahl etwa 925-1000 kN. Der aus kurzen Stücken bestehende Pfahl kann in jeder Gesamtlänge auch an unzugänglichen Stellen mit einer Ramme eingeschlagen werden. Mit dem Schlaghammer eines Hydraulikbaggers rammt man die Pfähle in den Boden. Das erste Pfahlstück ist mit einer Spitze ausgestattet und am unteren Ende mit einem Rammschuh versehen. So dringt kein Erdreich in das Rohr ein. Es verfügt außerdem über eine Konstruktion am Ende, auf die man das nächste Pfahlstück aufsetzen kann. Dies hat zur Folge, dass Zugbelastungen nicht möglich sind.

Die im Spezialtiefbau verwendeten Duktilpfähle aus Gusseisen werden in Stücken von bis zu sechs Metern verbaut. Leichtes Gerät wird genutzt, um sie in den Grund zu rammen. Anschließend steckt man sie zur notwendigen Länge zusammen. Das Auffüllen der Rohre mit Beton ist eine Variante, um die Tragfähigkeit der Duktilpfähle zu erhöhen.

Standfestigkeit des Baugrundes

In vielen Gemeinden ist Bauland ein knappes Gut, auch der Grundbau in Hamburg ist davon berührt. Immer öfter weisen Kommunen neue Baugebiete auch in Gebieten aus, die über wenig tragfähigen Boden verfügen, durch Grundwasser in Oberflächennähe beeinträchtigt sind oder sich in Hanglage befinden. Bauherren haben die sichere Gründung ihres geplanten Bauwerks zu verantworten und sind daher gut beraten, ein geologisches Gutachten zu beauftragen. Wenn die Standfestigkeit des Bodens nicht ausreicht, empfiehlt ein Gutachter die richtige Gründung.

Fazit

Beim Bauen am Wasser und im speziellen beim Grundbau in Hamburg zieht eine solide, sichere Gründung nicht automatisch hohe Kosten nach sich. Auf Basis langjähriger Erfahrung und der entsprechenden technischen Ausrüstung sind duktile Rammpfähle eine wirtschaftliche und sichere Lösung. Im Rahmen einer sehr gewissenhaften und sorgfältigen Planung den Baugrund optimal auf das zu tragende Gebäude vorzubereiten ist besonders wichtig. Duktile Rammpfähle verbinden die technisch beste Lösung, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit in überzeugender Form.

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