Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich

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1 Rapid Load Test Dynamische Probebelastung Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Institut für Grundbau und Bodenmechanik, Technische Universität Braunschweig J. Stahlmann, J. Fischer, P. Middendorp

2 Dynamische Probebelastung Durchführung Dynamische Probebelastung Rammbegleitende Messung Dieselhammer DELMAG D2 Freifalleinrichtung GKT Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 2

3 Dynamische Probebelastungen Auswertung Dehnungmessstreifen Beschleunigungssensor Messwerterfassung Datenspeicher Direkte Verfahren: Berechnung der Grenztragfähigkeit auf der Basis eines angenommenen, bodenabhängigen Dämpfungsbeiwertes Erweiterte Verfahren mit Modellbildung: Numerische Auswertung mit einer Vielzahl von Variablen. Hierbei wird versucht die gemessenen Größen F(t) und v(t) Z im numerischen Modell bestmöglich abzubilden ("best match"). Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 3

4 Rapid Load Test Durchführung Allnamics StatRapid Zwei Methoden: Verfahren mit Freifallgewicht und Federeinheit Verfahren mit beschleunigter Reaktionsmasse Statnamic Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 4

5 Dynamische Probebelastung Auswertung kalibrierte Kraftmessdose Messwerterfassung StatRapid Beschleunigungssensor optischem Messgerät Unloading Point Methode: Berechnung der Grenztragfähigkeit des Pfahles. Am 'Unloading Point' gilt: v = 0 F Statisch,UPM = F UPM F Massenträgheit,UPM Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 5

6 Berechnung der Tragfähigkeit Rapid Load Test Gängige Auswertemethode: "Unloading Point Methode" Dynamische Probebelastung Gängige Auswertemethode : "Erweitertes Verfahren mit Modellbildung" F RLT M F a F Boden Geschwindigkeit über den Pfahl sehr ähnlich Geschwindigkeit über den Pfahl sehr unterschiedlich Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 6

7 SLT, RLT & DLT auf dem gleichen Baufeld Benchmarktest Belgien 2003: Unterschiedliche Bohrpfähle Kraft [kn] Fundex Oliver Omega SLT RLT DLT min DLT max Dewaal Atlas Prefab Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 7

8 SLT, RLT & DLT auf dem gleichen Baufeld Benchmarktest Belgien 2003: Unterschiedliche Bohrpfähle Kraft [kn] Fundex Oliver Omega SLT RLT DLT min DLT max Dewaal Atlas Prefab Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 8

9 SLT, RLT & DLT auf dem gleichen Baufeld Benchmarktest Belgien 2003: Unterschiedliche Bohrpfähle Kraft [kn] Fundex Oliver Omega SLT RLT DLT min DLT max Dewaal Atlas Prefab Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 9

10 Benchmarktest Porto 2004 DLT & SLT Teilverdrängungsbohrpfahl Deutlich abweichende Gesamttragfähigkeit Streuung bei Mantelreibung und Spitzendruck Fertigteilrammpfahl Ähnliche Gesamttragfähigkeit Geringere Streuung in Mantelreibung und Spitzendruck Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 10

11 Vorteile der einzelnen Verfahren Rapid Load Test Gesicherte Ergebnisse bei Pfählen mit unbekannten Querschnitts und/oder Steifigkeitswechseln bzw. unbekanntem E Modul im Vergleich zu DLT's Mehrere Pfähle pro Tag Einfache Auswertung, unabhängig vom Auswerter Es entsteht ein eindeutiges Ergebnis Durch einen pfahltypabhängigen Korrekturfaktor zur Berücksichtigung von belastungszeitabhängigen Effekten kann das Ergebnis äquivalent zu einer statischen Probebelastung (ohne Kriechanteile) angesehen werden Dynamische Probebelastung Bei Pfählen mit bekanntem Querschnitt, insbesondere bei Stahlpfählen, sind gesicherte Ergebnisse zu erwarten Mehrere Pfähle pro Tag Wirtschaftlichstes System Aufteilung von Mantelreibung und Spitzendruck Überwachung eines Rammprozesses (rammbegleitende Messung) mit Informationen über Energie, Zug und Druckspannungen, Rammschläge etc. Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 11

12 Eigenforschung: RLT an offenen Rohrpfählen Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 12

13 Eigenforschung an offenen Rohrpfählen F(t U ) = 564,5 kn u(t U ) = 45 mm Auswertung: 'Unloading Point Methode' F stat (t) = F(t) F v (t) F intertia (t) F(t U ) = 564,5 kn F v (t U ) = 0 F in. t U ) = 91kg ( 12g's) = 10,5 kn v(t U ) = 0 F stat (t U ) u(t U ) = 575 kn = 45 mm a(t U ) = 12 g's Korrekturfaktor für offene Rohrpfähle wird durch die Versuche am ermittelt Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 13

14 Eigenforschung an offenen Rohrpfählen Pfahltypabhängiger Korrekturfaktor Tubular Steelpiles sand Ermittlung eines Korrekturfaktors für offenen Stahlpfähle zur Berücksichtigung von belastungszeitabhängigen Effekten Derzeit: = 1,24 (ohne Verspannung des Bodens im Pfahl) = 1,12 (mit Verspannung des Bodens im Pfahl) RLT vor statischer Probebelastung (Umlagerungen?) Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 14

15 Wir hoffen es hat Ihnen gefallen!!! Rapid Load Tests und dynamische Pfahlprobebelastungen Ein Vergleich Seite 15