Verpresspfähle - Geotechnik -

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1 Verpresspfähle - Geotechnik - Zulassungsnummer: Z Geltungsdauer: SPANTEC Stabverpresspfähle mit Traggliedern aus Betonstabstahl mit gerippter Oberfläche Ø 20 mm, Ø 25 mm, Ø 28 mm, Ø 32 mm, Ø 40 mm und Ø 50 mm

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3 Der SPANTEC-Verbundpfahl - die optimale Lösung im Gründungsbereich Die Vorteile des SPANTEC-Verbundpfahls liegen in der Kombination von kleinen Querschnitten bei gleichzeitig hohen Tragfähigkeiten. Die Verbundpfähle zeichnen sich dabei durch ihren einfachen Aufbau aus. Kernstück jedes Pfahls ist ein Stahltragglied aus Betonstahl mit einem beidseitig warm aufgewalzten, durchgehenden Grobgewinde. Wird dieser Stahl in einem Bohrloch mittels Zement-Verpressmörtel umschlossen, so spricht man von einem einfachen oder Standardkorrosionsschutz. Die Vorteile im Einzelnen lassen sich wie folgt zusammenfassen: Es lassen sich durch den SPANTEC-Verbundpfahl sowohl Druck- als auch Zuglasten übertragen, aber auch für die Abtragung von Wechsellasten ist er geeignet. Charakteristisch für diese Art der Verbundpfähle ist ein sehr gutes Verformungsvermögen (Duktilität) bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Das aufgewalzte Grobgewinde gewährleistet einen sehr guten Verbund zwischen dem eingesetzten Stahl - glied und dem Verpressmörtel. Darüber hinaus gewährleistet das durchgehende Gewinde, dass an jeder Stelle des Stahls individuell Verankerungen gesetzt, die Stäbe getrennt und mittels leicht zu montierender Muffenverbindung wieder weitergeführt werden können. Die Verbindungs- und Verankerungsteile garantieren hierbei eine nahtlose Kraftübertragung. Durch die relativ kleinen Stahldurchmesser der Verbundpfähle ergeben sich geringe Bohrlochdurchmesser und erlauben kostengünstige Bohrverfahren. Darüber hinaus ergeben sich aus der höheren Elastizität der Verbundpfähle gegenüber herkömmlichen Bohrpfählen weitere Vorteile. Das Grobgewinde der Stähle erlaubt den Einsatz der Pfähle auch unter widrigen Baustellenbedingun gen, bleibt schraubbar und vereinfacht die Montage. Durch den einfachen Aufbau der Pfähle ist es möglich, den Stahl zentrisch gelagert mit einem Kunststoff - ripprohr zu überziehen, welches werksseitig mit dem Zementmörtel vorinjiziert wird. Dadurch entsteht ein qualitativ hochwertiger doppelter Korrosionsschutz, der den dauerhaften Einsatz der Pfähle auch unter ungünstigen Bodenverhältnissen (Deponien u. ä.) realisierbar macht. SPANTEC-Verbundpfähle sind sowohl für den temporären (< 2 Jahre) als auch für den dauerhaften Einsatz (> 2 Jahre) zugelassen. Durch die Kombination mehrerer Stähle zu einem Mehrstabpfahl lassen sich höhere Tragfähigkeiten erzielen. SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 3

4 Aus den vorgenannten Vorteilen resultieren die folgenden typischen Anwendungen: Einsatz als klassische Auftriebssicherung für Bodenplatten Einsatz zur Sicherung von Stützmauern und Baugrubenwänden (Spund- und Bohrpfahlwände, Berliner Verbauten usw.) Gut geeignet zur Böschungssicherung oder Verdübelung im Gebirge wegen seines guten Verformungsverhaltens und der hohen Scherfestigkeit Aufgrund der Teilbarkeit und Koppelbarkeit der Pfähle ge - eignet zur Fundamentsicherung auch unter bzw. in bestehenden Bauwerken (Brücken bzw. Keller) bzw. unter räumlich stark beengten Baustellenverhältnissen Durch das Aufnahmevermögen der unterschied lichen Kraftkomponenten aus Zug-, Druck- oder Wechsellast ist der SPANTEC-Verbundpfahl ein geeignetes Verankerungselement für Regenrückhalte- bzw. Klärbecken, von Talsperren, Kaianlagen, zur Verankerung von Masten, Schornsteinen oder Windkraftürmen Als Bewehrung von HDI-Körpern Zur Gründungssanierung setzungsgefährdeter und setzungsgeschädigter Bauwerke Pfahlplanung und Pfahlprüfung Bild 1 Durch entsprechende Probebelastungen ist es möglich, die Vorgaben für die Mantelreibung im Bereich der Krafteintragungslänge und das auftretende Setzungsverhalten zu überprüfen. Bodenart Druckpfähle MN/m² Zugpfähle MN/m² Mittel- und Grobkies 0,20 0,10 Sand und Kiessand 0,15 0,08 Bindiger Boden 0,10 0,05 Die Tragfähigkeit von Kleinbohrverpresspfählen hängt sehr stark von der Zusammensetzung und den Eigenschaften des Baugrundes ab. Deshalb ist für eine sichere und wirtschaftliche Planung eine Bau - grunderkundung notwendig. In der DIN 4128 werden zur Vorbemessung Anhaltswerte für die Mantel - reibung angegeben. Tabelle 1 Darüber hinaus erfolgt eine Betrachtung der chemischen Zusammensetzung des Bodens und des damit verbundenen zu erwartenden Angriffs der Pfähle. Bei einem Einsatz der Pfähle von über zwei Jahren ist in der Regel vom Einsatz des doppelten Korrosionsschutzes auszugehen. Dieser dauerhafte Korrosionsschutz kann dabei auf zwei verschiedene Arten realisiert werden: 1. Ausbildung eines äußerst haltbaren sogenannten doppelten Korrosionsschutzes. Das heißt, das zentrisch gelagerte Stahltragglied wird mit einem Kunststoffripprohr überzogen und der Zwischen raum zwischen dem Stahl und dem Ripprohr wird werksseitig mit Zementsuspension vorinjiziert. In dieser Art der Ausbildung können die Pfähle uneingeschränkt entsprechend den zulässigen Pfahllasten ausgenutzt werden. 2. Durch eine Reduzierung der Stahlspannung und der damit einhergehenden Einhaltung der Rissweiten beschränkung gemäß DIN 1045 ergibt sich ebenfalls ein Korrosionsschutz, der einen dauerhaften Einsatz der Pfähle ermöglicht. Allerdings führt diese vereinfachte Form der Pfahl ausbildung zu einer erheblichen Herabsetzung der zulässigen Pfahllasten (vgl. Tabelle 2). 4 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle

5 Grundsätzliche Vorgehensweise für die Planung von Verpresspfählen Begutachtung der bestehenden Bebauung Umfassende Baugrunduntersuchung Bestimmung der zu erwartenden Lastfälle Ermittlung der auftretenden Pfahllasten Bestimmung des entsprechenden Pfahltragglieds inklusive der Betrachtung des notwendigen Korrosions schutzes Festlegung der entsprechenden Kopfausbildung Ermittlung der notwendigen Einbindelänge in den Konstruktionsbereich Bemessung der erforderlichen Pfahllänge anhand der Vorgaben der Statik bzw. des Bodengutachtens Festlegung der Mantelreibung und Überprüfung der Krafteintragungslänge (äußere Tragfähigkeit) und Nachweis der Übertragungslängen (innere Tragfähigkeit) evtl. Überprüfung der Annahmen durch eine Probebelastung Die Herstellung eines SPANTEC-Verbundpfahles SPANTEC-Verbundpfähle im Boden können mittels verrohrter oder unverrohrter Bohrverfahren hergestellt werden. So kann aufgrund der relativ kleinen Pfahldurchmesser eine wirtschaftliche, geräuscharme und er - schütterungs freie Abteufung der Bohrungen erfolgen, bei der auch härtere Gesteinsschichten bewältigt werden können. Diese Bohrungen können dabei von der Horizontalen bis zur Vertikalen beliebig geneigt hergestellt werden. Die dabei verwendeten steifen Verrohrungen ermöglichen einen einfachen Einbau der Pfähle und können gleichzeitig zur Verpressung des Pfahls dienen. Durch den Einsatz von leicht am Pfahl zu montierenden Nachverpressleitungen mit Verpressventilen lässt sich die Tragfähigkeit gerade in bindigen Böden erhöhen. Das SPANTEC-Nachverpresssystem ermöglicht sowohl das einmalige als auch das mehrmalige Nachverpressen. Pfahlprüfung durch Probebelastungen Pfahlprüfungen bei Großbohrpfählen sind in der Regel mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Der SPANTEC-Verpress pfahl ist hier im Gegensatz zu anderen Pfahltypen wirtschaftlicher, denn die erforderlichen Prüflasten sind relativ klein. Bei der Prüfung auf Druck können benachbarte Pfähle als Reaktionspfähle herangezogen werden. Bei der Prüfung auf Zug kann die Kraft direkt auf den anstehenden Boden übertragen werden, sofern gewähr leistet ist, dass sich die Reaktionskräfte nicht auf die Mantelreibung des zu prüfenden Pfahles auswirken. Die Verschiebungen des Pfahlkopfes werden gegen eine Messtraverse gemessen, die außerhalb des Ein flussbereiches der Prüfbelastung aufgelagert ist. Bei Zugpfählen wirkt die Säule aus Zementstein nicht wie bei Druckpfählen mit. Bild 2: Pfahl - Druckversuch Bild 3: Pfahl - Zugversuch SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 5

6 Tabelle 2 6 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle

7 Äußere Tragfähigkeit Nach Beurteilung der anstehenden Bodenschichten können die Mantelreibungswerte zwischen den Verpresskörpern und den umgebenden Böden festgelegt werden. Die erforderlichen Krafteintragungslängen im tragfähigen Untergrund entsprechen denen für Verpressanker, sofern die übliche Verpresstechnik bei der Pfahlherstellung verwendet wird und können Bild 4 / Bild 5 oder der Literatur entnommen werden. Durch Pfahlprüfungen müssen diese Werte bestätigt werden. Die Grenzmantelreibungen ohne Nachweis laut DIN 4128 sind in Tabelle 1 enthalten. Eine 2fache Sicherheit gegen Gebrauchslast nach Lastfall I ist dabei zu berücksichtigen. Bild 4: Erfahrungswerte für die erforderlichen Verankerungslängen in bindigen Böden mit Nachverpressung (nach Ostermayer) Bild 5: Erfahrungswerte für die erforderlichen Verankerungslängen in nichtbindigen Böden (nach Ostermayer) SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 7

8 Übersicht der Verankerungsvarianten Haftverankerung (Kraftübertragung erfolgt über Verbund) Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Pfahlhalsverstärkung Verankerungsteile Verankerungslänge l v mm gem. DIN Zusatzbewehrung Zug- oder Druckpfahl n St Wechsellastpfahl n St Stabdurchmesser Ø mm gem. DIN 1045 gem. Zulassung Z IV S Pfahlhalsverstärkung Mindestinnendurchmesser mm Einbindelänge in das Bauwerk t 1 mm Einbindelänge in den Pfahl t 2 mm Ø a a Ø Tabelle 3 c n lv lv n c t 1 t 1 t 2 temporär dauerhaft Bild 6 Plattenverankerung (Kraftübertragung erfolgt über die Pfahlplatte) Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Verankerungsteile Verankerungslänge (Zug) L 1 mm (Druck u. Wechsellast) L 1 mm Ankermutter mm SW36 x 45 SW41 x 50 SW46 x 55 SW55 x 60 SW65 x 70 SW80 x 90 Kontermutter mm SW32 x 20 SW41 x 20 SW41 x 25 SW50 x 30 SW60 x 35 SW80 x 50 Plattenabmessung a/b/c mm 120x120x20 120x120x20 120x120x20 120x120x30 150x150x40 190x190x45 Zug- oder Druckpfahl n St Zusatzbewehrung Wechsellastpfahl n St Stabdurchmesser Ø mm Wendeldurchmesser a mm Beginn Wendel b mm Ganghöher Wendel c mm Mindestinnendurchmesser mm Einbindelänge in das Bauwerk t 1 mm Einbindelänge in den Pfahl t 2 mm a Tabelle 4 Ø L 1 b b c c c c n t 1 Zug Druck Wechsellast t 2 Bild 7 8 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle

9 Endverankerung (Kraftübertragung erfolgt kombiniert über Ankerstück sowie über Verbund) Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Zusatzbewehrung Verankerungsteile Pfahlhalsverstärkung Verankerungslänge L 1 mm gem. DIN Ankerstück mm SW36 x 40 SW41 x 45 SW46 x 50 SW50 x 60 SW65 x 70 SW80 x 85 Kontermutter mm SW32 x 20 SW41 x 20 SW41 x 25 SW50 x 30 SW60 x 35 SW80 x 50 Ankermutter a/b/c mm SW36 x 45 SW41 x 50 SW46 x 55 SW55 x 60 SW65 x 70 SW80 x 90 Zug- oder Druckpfahl n St Wechsellastpfahl n St Stabdurchmesser Ø mm Wendeldurchmesser a mm Beginn Wendel b mm Ganghöher Wendel c mm Mindestinnendurchmesser mm Einbindelänge in das Bauwerk t 1 mm Einbindelänge in den Pfahl t 2 mm Tabelle 5 a L 1 b b c c c c Ø n t 1 Zug Druck Druck Zug Wechsellast t 2 Bild 8 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 9

10 Verankerung Pfahlkopf für Spundwandauflagerung Ø 32, Ø 40, Ø 50 Korrosionsschutzmasse Dichtung Ankermutter Schraube Spundwand Stahl Korrosionsschutzmittel Haube Wellrohr (alt. Glattrohr) Haubendichtung Ankerplatte mit Rohrstutzen Grundplatte mit Neigungsausgleich Bild 9 Kopftabelle Spundwandauflagerung Ø 32 Ø 40 Ø 50 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Ankerplatte Haube Länge x Breite 150 x 150 mm 160 x 160 mm 200 x 200 mm Haubendurchmesser 101,6 mm 101,6 mm 140 mm Dicke 30 mm 40 mm 45 mm Haubenhöhe (standard) 200 mm 200 mm 200 mm Rohrstutzendurchmesser 70 mm 76,1 mm 101,6 mm Flanschdurchmesser 148 mm 148 mm 185 mm Rohrstutzenlänge 300 mm 300 mm 300 mm Tabelle 6 10 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle

11 Übersicht der Stoßvarianten Zug - Muffenstoß Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 temporär Teile Muffenstoß Zugmuffe (rund) Ø x L mm 36 x x x x x x 200 Kontermutter mm SW32 x 20 SW41 x 20 SW41 x 25 SW50 x 30 SW60 x 35 SW80 x 50 dauerhaft Zugmuffe (rund) Ø x L mm 36 x x x x x x 200 Schrumpfschlauch (SATM oder CPSM) 75/22 75/22 75/22 75/22 95/29 95/29 Tabelle 7 temporär dauerhaft Schrumpfschlauch Gewindemuffe Kontermutter Bild 10 Druck - Muffenstoß (Kontaktstoß) Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 temporär Teile Muffenstoß Kontaktmuffe** Ø x L mm 32 x x x x x x 160 dauerhaft Kontaktmuffe** Ø x L mm 32 x x x x x x 160 Schrumpfschlauch (SATM oder CPSM) 75/22 75/22 75/22 75/22 75/22 95/29 ** kann auch durch die Zugmuffe ersetzt werden Tabelle 8 temporär dauerhaft Kontaktmuffe Schrumpfschlauch Bild 11 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 11

12 Muffenstoß mit Wechsellast Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 temporär Zugmuffe (rund) Ø x L mm 36 x x x x x x 200 Teile Muffenstoß Kontermutter lang** mm SW32 x 40 SW41 x 40 SW41 x 45 SW50 x 50 SW60 x 65 SW80 x 80 dauerhaft Zugmuffe (rund) Ø x L mm 36 x x x x x x 200 Kontermutter lang** mm SW32 x 40 SW41 x 40 SW41 x 45 SW50 x 50 SW60 x 65 SW80 x 80 Schrumpfschlauch (SATM oder CPSM) 75/22 75/22 75/22 75/22 95/29 140/42 ** kann auch durch die Ankermutter ersetzt werden Tabelle 9 temporär dauerhaft Schrumpfschlauch Gewindemuffe Kontermutter lang Bild SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle

13 Mindestabstand Unversetzte Verankerung R A Versetzte Verankerung R > = A > = A 1,5 x A Bild 13 Bei Verdoppelung des Achs- bzw. Randabstandes kann die Zusatzbewehrung entfallen. Abstände der Verankerungen untereinander dürfen in einer Rich tung bis zu 15 % verkleinert werden, die Abstände in der anderen, senkrechten Richtung sind um den gleichen Prozentsatz zu vergrößern. Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Achsabstand A mm Randabstand R mm Tabelle 10 Kontermomente für Endverankerungen und Muffenstöße Kontermomente knm Stabdurchmesser Ø 16* Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Ø 63,5* Verankerungen mit - Ankermutter Standard - Ankermutter dynamisch - Ankermutter mit Bund 0,20 0,40 0,70 0,95 1,60 2,90 8,00 8,00 - Ankerstück - Anschweißmuffe Muffenverbindungen mit - Gewindemuffe Standard - Gewindemuffe lang 0,20 0,40 0,70 0,95 1,60 2,90 8,00 12,00 - Spannmuffe + Wechselstück Kontaktmuffe 0,20 0,20 0,20 Reduziermuffe Standard 0,15 0,30 0,40 0,70 0,95 1,60 2,90 * nicht Bestandteil dieser Zulassung SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 13

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36 Zentrale & Produktionswerk In der Scherau Edelshausen Tel.: Fax: Büro Oldenburg Osterstraße Oldenburg Tel.: Fax: spantec@spantec-gmbh.de Büro Pirna Dr.-Otto-Nuschke-Straße Pirna-Sonnenstein Tel.: Fax: /2018