Statische und dynamische Versuche an Bohrpfählen in der Molasse im Raum Basel
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- Christel Seidel
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1 Statische und dynamische Versuche an Bohrpfählen in der Molasse im Raum Basel Laurent Pitteloud, Jörg Meier Gruner AG, Basel 1
2 Hochhäuser in Basel: Roche Bau 1 Architekt: Herzog & de Meuron Auftraggeber: Hoffmann-La Roche AG Höhe: 178 m (aktuell höchstes Haus der Schweiz, Stand 2017) Gewichtslast: 1600 MN Bild: Herzog & de Meuron 2
3 Hochhäuser in Basel: Roche Bau 1 Architekt: Herzog & De Meuron Auftraggeber: Hoffmann-La Roche AG Höhe: 178 m (aktuell höchstes Haus der Schweiz, Stand 2017) Gewichtslast: 1600 MN 3
4 Hochhäuser in Basel: Roche Bau 2 & pred Architekt: Herzog & de Meuron Auftraggeber: Hoffmann-La Roche AG Höhe: 178 m (aktuell höchstes Haus der Schweiz, Stand 2017) Gewichtslast: 1600 MN Bild: Herzog & de Meuron 4
5 Geologie 5
6 Kombinierte Pfahl-Plattengründung: Konzept Faust Offene Hand Boden Boden Flachgründung KPP 6
7 Kombinierte Pfahl-Plattengründung: Konzept Baugrund-Tragwerk-Interaktion: Pfahl-Boden Pfahl-Pfahl Platte-Boden Pfahl-Platte 7
8 Kennwerte Baugrund: Rückrechnung Bild: Herzog & de Meuron 8
9 Ausgeführte Versuche Ankerversuche Cross-hole Test 2x Mikropfahlversuche 4x dynamische Pfahlversuche 2x statische Pfahlversuche 9
10 Dynamische und statische Pfahlversuche Hülse (Ausschalten Mantelreibung) Presse 10
11 Dynamische Pfahlversuche - Hintergrund Messung mittels PDA: Beschleunigungsaufnehmer Wellengeschwindigkeit Dehnungssensor Spannungen bzw. Kraft Zusätzlich: Messung der Setzung mittels Nivellement Iterative Rückrechnung der "Bodenparameter" bzw. der Eigenschaften des Kontaktes Pfahl zu Boden mittels CAPWAP. 11
12 CAPWAP (kn) CAPWAP (kn) Dynamische Pfahlversuche - Hintergrund "Best Match" Analysis (DB96) "Radial Damping" Analysis (DB96) Static Load Test (kn) Quelle: Likins & Rausche 2004 (Fig. 2) Static Load Test (kn) 12
13 Dynamischer Pfahlversuch - Planung Knaggen Bohrrohr Bohrrohr Stahlrohr Luftpolsterfolie Ringraumverfüllung (Sand) Betonfüllung 13
14 Dynamische Pfahlversuche 14
15 Dynamischer Pfahlversuch Prüfung ca. 3 bis 4 Wochen nach der Pfahlherstellung Fallgewicht: 16 t 3 bis 4 Impulse aus einer Höhe von 0.5 m bis 0.9 m 15
16 Hochhaus in Basel: Roche Bau 1 Luftaufnahme Bild: Hoffmann-La Roche AG 16
17 Statische Pfahlversuche mit Osterberg- Zellen - Hintergrund Vorteil Osterberg-Zellen: Keine Reaktionspfähle bzw. anker oder Totlasten; geringster Platzbedarf 1 Pressenebene 2 Pressenebenen Nachteil: Geschickte Abstimmung der Lage der Pressenebenen notwendig (Vorwissen!) Wahl für Roche Bau 1: 1 Pressenebene 17
18 Pfahlversuche mit Osterbergzellen 18
19 Pfahlversuch mit Osterbergzellen Erkenntnis Sandanker 19
20 Auswertung Osterberg-Versuche (Molasse) Mantelreibung t k = 250 kn m 2 Spitzendruck s k = 2500 kn m 2 (s = 3 cm) Ergebnisse liegen unter den Erwartungen 20
21 Vergleich Resultate Kenngrösse Dynamische Pfahlversuche Statische Pfahlversuche Mantelreibung (kn/m² ) Spitzendruck bei Bruch (kn/m² ) Auch wenn Versuchsresultate hinter den Erwartungen zurückbleiben ist dies ein Gewinn für alle Seiten: Die bessere Kenntnis des Untergrunds hilft ein geeignetes Design zu wählen und erhöht die Planungssicherheit! 21
22 Fundation: Pfahlbefahrung Erkenntnis: Zustand Bohrsohle 22
23 Fundation: Pfahlbefahrung Erkenntnis: Zustand Bohrsohle 23
24 Bemessung Gründung: KPP-Iteration Geotechnik nichtlineare Modellierung der Boden-Pfahl- Interaktion, Hochhaus als Auflast Hochbau Modellierung der Bettung mittels linearer Federn, Hochhaus als 3D-Modell 24
25 Fazit (Pfahl-)Versuche sind durch nichts zu ersetzen! Dynamische Pfahlversuche sind schnell und unkompliziert ausgeführt Statische Pfahlversuche nach der Osterberg- Methode bieten mit ihrem geringen Platzbedarf eine interessante Alternative 25
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