Die Herstellung von Bohrpfählen ist ein zentrales Verfahren im Spezialtiefbau, das es ermöglicht, Bauwerkslasten sicher in tiefere, tragfähige Bodenschichten abzuleiten. Dieses Verfahren kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn der oberflächennahe Boden nicht die erforderliche Tragfähigkeit besitzt oder wenn hohe Lasten auf tieferliegende Schichten übertragen werden müssen. Bohrpfähle bieten dabei eine flexible und anpassungsfähige Lösung für unterschiedlichste geotechnische Herausforderungen.
Inhalt
Herstellung von Bohrpfählen: Verfahren
Die Wahl des geeigneten Verfahrens für die Herstellung von Bohrpfählen hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Bodenbeschaffenheit, die Grundwasserverhältnisse und die spezifischen Anforderungen des Bauprojekts. Im Folgenden werden die gängigsten Verfahren detailliert erläutert:
Kelly-Bohrverfahren
Das Kelly-Bohrverfahren ist eines der am häufigsten eingesetzten Verfahren zur Herstellung von Bohrpfählen. Hierbei wird der Boden mittels eines drehenden Bohrwerkzeugs, dem sogenannten Kelly-Bohrer, gelöst und aus dem Bohrloch gefördert. Je nach Bodenart und Stabilitätsanforderungen kann das Bohrloch während des Bohrvorgangs durch eine Verrohrung oder die Verwendung von Stützflüssigkeiten stabilisiert werden. Nach Erreichen der geplanten Tiefe wird die Bewehrung eingebracht und das Bohrloch mit Beton verfüllt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch seine Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bodenverhältnisse aus.
Endlosschneckenbohrverfahren (Continuous Flight Auger, CFA)
Beim Endlosschneckenbohrverfahren wird eine hohle Endlosschnecke in den Boden gebohrt, ohne dass das Bohrgut an die Oberfläche gefördert wird. Nach Erreichen der gewünschten Tiefe wird der Beton durch das Innere der Schnecke gepumpt, während diese langsam zurückgezogen wird. Anschließend wird die Bewehrung in den noch frischen Beton eingebracht. Dieses Verfahren ermöglicht eine schnelle und erschütterungsarme Herstellung von Bohrpfählen und ist besonders in urbanen Gebieten mit sensibler Umgebung von Vorteil.
Verdrängungsbohrverfahren
Das Verdrängungsbohrverfahren unterscheidet sich von den zuvor genannten Methoden dadurch, dass der Boden nicht entfernt, sondern seitlich verdrängt wird. Hierbei wird ein verdrängendes Bohrwerkzeug in den Boden eingebracht, welches den umgebenden Boden komprimiert und somit die Tragfähigkeit des Bodens erhöht. Nach Erreichen der Endtiefe wird der Beton eingebracht und das Werkzeug herausgezogen, wobei gleichzeitig die Bewehrung installiert wird. Dieses Verfahren minimiert Bodenbewegungen und ist besonders geeignet für empfindliche Bauumgebungen.
Unterschiede zwischen der Herstellung von Bohrpfählen
Die verschiedenen Verfahren der Herstellung von Bohrpfählen unterscheiden sich in mehreren Aspekten, die bei der Planung und Ausführung berücksichtigt werden müssen:
Bodenbeeinflussung
Kelly-Bohrverfahren: Es erfolgt eine vollständige Entfernung des Bohrguts, was zu einer Entlastung des umliegenden Bodens führen kann.
Endlosschneckenbohrverfahren: Das Bohrgut wird nicht an die Oberfläche gefördert, wodurch die Bodenstruktur weniger gestört wird.
Verdrängungsbohrverfahren: Der Boden wird seitlich verdrängt und verdichtet, was die Tragfähigkeit des umliegenden Bodens erhöhen kann.
Geräteeinsatz und Logistik
Kelly-Bohrverfahren: Erfordert schwere Bohrgeräte und gegebenenfalls zusätzliche Ausrüstung zur Stabilisierung des Bohrlochs.
Endlosschneckenbohrverfahren: Benötigt spezielle Bohrgeräte mit hohlen Schnecken und Pumpensystemen für den Betoneinbau.
Verdrängungsbohrverfahren: Setzt den Einsatz von Verdrängungsbohrwerkzeugen voraus, die spezifische Maschinen und Techniken erfordern.
Umweltaspekte
Kelly-Bohrverfahren: Kann zu erhöhtem Lärm und Vibrationen führen, insbesondere beim Einsatz von Verrohrungen.
Endlosschneckenbohrverfahren: Gilt als erschütterungsarm und verursacht weniger Lärm, was in städtischen Gebieten von Vorteil ist.
Verdrängungsbohrverfahren: Minimiert Bodenbewegungen und reduziert das Risiko von Setzungen in der Umgebung.
Herstellung von Bohrpfählen: Vor- und Nachteile der Verfahren
Jedes Verfahren für die Herstellung von Bohrpfählen hat spezifische Vor- und Nachteile, die bei der Auswahl des geeigneten Verfahrens berücksichtigt werden sollten:
Kelly-Bohrverfahren
Vorteile:
Hohe Flexibilität bei unterschiedlichen Bodenverhältnissen.
Möglichkeit zur Herstellung großer Durchmesser und Tiefen.
Gute Kontrolle über den Bohrvorgang und die Qualität des Pfahls.
Nachteile:
Höherer Zeitaufwand durch die Notwendigkeit der Bohrgutentfernung.
Erhöhte Lärmemissionen und Vibrationen, insbesondere bei der Verwendung von Verrohrungen.
Größerer Platzbedarf für Geräte und Materiallagerung.
Endlosschneckenbohrverfahren
Vorteile:
Schnelle und kontinuierliche Herstellung von Pfählen.
Reduzierte Lärm- und Vibrationsbelastung.
Geringerer Platzbedarf auf der Baustelle.
Nachteile:
Begrenzte Pfahldurchmesser und -tiefen im Vergleich zum Kelly-Bohrverfahren.
Höhere Anforderungen an die Betonierlogistik und -kontrolle.
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Folgearbeiten nach der Herstellung von Bohrpfählen
Nach der erfolgreichen Herstellung von Bohrpfählen ist die Arbeit noch nicht abgeschlossen. Damit die Pfähle ihre volle Tragfähigkeit und Verbindung mit der Bauwerksgründung erreichen, muss der oberste Bereich des Pfahls weiterbearbeitet werden. Bei der Pfahlkopfbearbeitung wird der obere Teil des Pfahls freigelegt, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pfahl und der anschließenden Gründungskonstruktion, wie einer Bodenplatte oder einem Fundamentbalken, zu gewährleisten.
Dabei müssen insbesondere die eingebrachten Bewehrungselemente so freigelegt werden, dass sie zuverlässig in das Tragwerk eingebunden werden können. Die Vorgehensweise beim Kappen von Bohrpfählen hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Betonqualität, der Durchmesser des Pfahls sowie die verwendete Bewehrung. Methoden wie hydraulisches Brechen, Stemmen oder Fräsen kommen zum Einsatz, um den überschüssigen Beton zu entfernen, ohne die tragenden Elemente zu beschädigen.
Dieser essenzielle Arbeitsschritt stellt sicher, dass die Pfähle ihre Funktion optimal erfüllen und die Lasten des Bauwerks sicher in den Untergrund übertragen können.
Brextor®: die Experten für die Pfahlkopfbearbeitung
Mit der Herstellung von Bohrpfählen ist die Arbeit für die Tiefgründung nicht abgeschlossen. Betonbohrpfähle mit Stahlarmierung müssen nach dem Bohrverfahren freigelegt und abgetragen (gekappt) werden. Dies erfolgt mit den unterschiedlichsten Methoden.
Mit dem patentierten Fräsverfahren Brextor® ist die Abbaukraft jederzeit unter Kontrolle. Die Kern- und Oberflächenspannung wird in einem Arbeitsschritt gebrochen. Dies ist aber nicht alles! Brextor® trägt zu einer effizienten und nachhaltigen Pfahlkopfbearbeitung bei:
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Perfekt bearbeitete Pfähle ohne Risse im Pfahlkörper oder Abplatzungen an der Pfahlaußenhaut, keine verbogenen oder abgerissenen Bewehrungen und eine Höhengenauigkeit von +/- 1cm.
💵 Reduzierte Baukosten
Das Abbruchmaterial besteht zu 80% aus Kies 0-30mm und kann dadurch direkt auf der Baustelle wiederverwendet werden. Zusätzlich benötigt Brextor® weniger Arbeitsraum als herkömmliche Abbaumethoden. Dadurch können nicht nur Aufwendungen für Transporte und Entsorgung inkl. Gebühren gespart werden, sondern auch der Einkauf und die Zufuhr von Ersatzmaterial entfällt. Des Weiteren entfällt bei der Vorarbeit der Aufwand für einen Trennschnitt auf definitiver Abbauhöhe und der Reinigungsaufwand ist massiv geringer als bei herkömmlichen Abbaumethoden.
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Ein Pfahl z.B. mit einem Durchmesser von 1m und einer Abbauhöhe von 1m kann innerhalb von 40 Minuten bearbeitet werden. So ist eine Tagesleistung von bis zu 16 Pfählen möglich. Zusätzlich erhält man mit Brextor® eine zuverlässige Leistung und somit eine erhöhte Planungssicherheit.
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Bei der Pfahlbearbeitung wird keine schwerste körperliche Arbeit benötigt, welches das Risiko von Gesundheitsgefahren wie HAVS-Syndrom massiv reduziert. Außerdem vermeidet Brextor® die Arbeit in Gefahrenzonen.