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Ein Drehbohrpfahl ist eine Pfahlart, die mit der Drehbohrmethode erstellt wird. Es gibt viele Arten von Drehpfählen, da unterschiedliche Bodenarten verschiedene Pfahltypen erfordern. Nachfolgend finden Sie einige gängige Pfahlarten.
Ummantelte Pfähle
Ummantelte Pfähle beinhalten das Bohren in den Boden und gleichzeitig das Einführen einer Stahlummantelung in das Bohrloch. Die Stahlummantelung bietet vorübergehende Unterstützung für das Bohrloch, während die gewünschte Gründung oder der Pfahl erstellt wird. Die Ummantelung wird dann an Ort und Stelle belassen, um als Verstärkung für den Pfahl zu dienen. Ummantelte Pfähle sind besonders nützlich bei instabilen Bodenverhältnissen oder wenn ein Verfüllmaterial erforderlich ist, um einen Einsturz des Bohrlochs während des Bohr- und Betonierens zu verhindern.
Verdrängungspfähle
Verdrängungspfähle werden gebildet, indem der umgebende Boden beim Anlegen eines Bohrlochs verdrängt wird. Anschließend wird Beton in den verdrängten Boden eingebracht. Diese Methode verbessert die Bodendichte um den Pfahl herum und sorgt für eine hervorragende Tragfähigkeit. Verdrängungspfähle eignen sich für bindige Böden, bei denen eine Bodenverdrängung ohne übermäßige seitliche Bewegung erfolgen kann.
Kontinuierliche Schneckenbohrpfähle
Schneckenbohrpfähle verwenden eine schraubenförmige Schnecke, um in den Boden zu bohren und gleichzeitig den gebohrten Boden zu entfernen. Der Prozess ermöglicht eine sofortige Betonierung, sobald der Boden entfernt wird, wodurch ein stabiles Bohrloch entsteht. Schneckenbohrpfähle eignen sich für verschiedene Bodenverhältnisse, einschließlich bindiger, körniger und gemischter Böden, und sind besonders effektiv in städtischen Gebieten, in denen Schwingungen und Lärmbegrenzung wichtige Faktoren sind.
Bodenvermischpfähle
Bodenvermischpfähle werden durch Zugabe von Zement oder einem Bindemittel unter mechanischem Mischen des ausgehobenen Bodens erzeugt, was zu stabilisierten Boden-Zement-Säulen oder -Pfählen führt. Bodenvermischpfähle bieten eine gute Tragfähigkeit und einen Widerstand gegen seitliche Lasten, wodurch sie sich für verschiedene Anwendungen eignen, darunter Stützmauern, Absteifungen von Baugruben und Grundwasserspiegelkontrolle.
Sekantenpfähle
Sekantenpfähle beinhalten das Bohren von überlappenden Stahlbetonpfählen, um eine durchgehende Wand zu bilden. Die sich schneidenden Stahlbetonpfähle bieten strukturellen Halt und Begrenzung. Sekantenpfähle werden häufig bei Tiefbauprojekten eingesetzt, bei denen eine vorübergehende oder dauerhafte Abstützung erforderlich ist, um den umliegenden Boden zu halten und Bodenbewegungen zu verhindern.
Der effektive Bau von Gründungspfählen hängt von den Parametern und den wesentlichen Komponenten des Drehbohrgeräts ab. Diese müssen sich in gutem Zustand befinden, um die wichtigsten Ziele der Gewährleistung von Sicherheit, der Abtragung schwerer Lasten und der Ermöglichung einer langfristigen Nutzung zu erreichen.
Gründungspfähle, die mit dem Drehbohrgerät hergestellt werden, verwenden oft Führungsschienen, die in einem Winkel eingestellt sind, sowie einen Käfig aus Bewehrungsstahl. Die Größe des Führungsrahmens wird durch die Bohrmaschine bestimmt und trägt so zu ihrer Positionierung bei, wobei ihre Unterstützung von Betonblöcken abgeleitet wird, die in einen Graben gelegt werden. Der Käfig besteht aus vertikalen und horizontalen Stäben, die zusammenarbeiten, um ein stabiles Netz zu bilden, das den Frischbeton in der Form hält, die er haben soll, wenn die Stäbe später hinzugefügt werden. Diese Stabgrößen und Abstände entsprechen den Ingenieurstandards, sofern für bestimmte Projekte nicht anders angegeben. Ein Kran hilft dabei, den Pfahl vorsichtig in vertikaler Position in das Bohrloch zu bewegen, das mit Hilfe einer temporären Ummantelung gebohrt wurde.
Die Konstruktion des Bohrkopfes beeinflusst sowohl die Art des Bodens oder Gesteins, die er bewältigen kann, als auch die Form des Pfahls, die er erzeugen wird. Unterschiedliche Böden erfordern unterschiedliche Arten von Bohrköpfen. So braucht loser Sand einen glatten Bohrkopf, während Hartgestein einen Bohrkopf mit Zähnen benötigt, um sich in das Material zu graben. Die Formen der Bohrköpfe variieren, um den Pfahlformen gerecht zu werden, z. B. Eimerbohrer für glockenförmige Pfähle und Standardbohrer für zylindrische Pfähle.
Die Wartung spielt sowohl für die Sicherheit als auch für die Funktionsweise von Gründungspfählen eine große Rolle. Es ist wichtig, die Pfahlmaschinen, insbesondere die Bohrer, Bohrköpfe und Ummantelungen, regelmäßig zu überprüfen. Richtig gelagert und schonend transportiert, verhindern Ummantelungssegmente, dass Schmutz und Ablagerungen die Hydraulik und das Bohrgetriebe im Inneren beschädigen. Es ist unerlässlich, das Hydrauliköl und die Schmierstoffe sauber zu halten und sicherzustellen, dass die Ölfilter gemäß den Nutzungsaufzeichnungen rechtzeitig gewechselt werden.
Fundierungsarbeiten im Ingenieurwesen erfordern in der Regel das Bohren von Drehpfählen. Zumindest gilt dies für Projekte, die Pfahlgründungen und tiefliegende, stabile Böden beinhalten. Nachfolgend finden Sie einige typische Szenarien, in denen sich eine Bohrmaschine als nützlich erweisen wird.
Bau von Gebäuden auf schwachen Böden
Immer wenn die Oberfläche des Bodens schwach oder kompressibel ist, bietet eine Pfahlgründung eine feste Grundlage. In solchen Fällen ist es notwendig, mit einer Drehbohrung tiefe Löcher zu erstellen, die mit stabilen Schichten verbunden sind.
Brückenbau über Gewässer
Für diese Art von Bauwerk bietet nur die Tiefgründung der Kaissons mit Hilfe von Pfählen ein sicheres Fundament. Diese Pfähle können sich sogar bis zum Grund des Wassers erstrecken.
Stützmauern an steilen Hängen
Bohrpfahlwände können an steilen Hängen als Stützmauern dienen. Dies ist möglich, wenn der Boden sehr instabil ist oder über lockerem Material liegt.
Abtragung schwerer Lasten und Bau von Hochhäusern
Tiefliegende Pfähle, die durch seitliche Versteifung oder Unterfangung die Lastverteilung gewährleisten, sind unerlässlich für Pfahlgründungen. Unterstützt von Drehpfählen, können diese Pfähle schwere Lasten von Hochhäusern tragen.
Industrieanlagen auf Offshore-Plattformen
Offshore-Plattformen, die sich in tiefem Wasser befinden, benötigen feste Traglasten. Drehbohrungen ermöglichen dies, indem sie große Durchmesserpfähle erstellen, die die Plattform am Meeresboden verankern.
Ankerpfähle für Hänge, die durch Erosion gefährdet sind
Wenn an einem Hang Erosion zu erwarten ist, können Ankerpfähle Stabilität gewährleisten. Sie erreichen die Stabilität, indem sie sich mit einer Drehbohrung in den Hang einbetten.
Großflächige Förderbrunnen
In Bohrlöchern, Förderbrunnen oder geothermischen Systemen werden durch Drehbohrungen mehrere Löcher über eine große Fläche angelegt.
Bergbauarbeiten in Tagebauen
Drehbohrungen sind unerlässlich für die Erstellung von vertikalen oder geneigten Bohrlöchern in den Grundmauern von Tagebaugruben.
Bei der Auswahl eines geeigneten Pfahls für ein Bauprojekt unter den zahlreichen verfügbaren Drehbohrpfahltypen sind einige Faktoren zu berücksichtigen. Dazu gehören die Boden- oder Gesteinsformation an der Baustelle, die Tragfähigkeit, die für die betreffende Struktur benötigt wird, die Abmessungen oder Größe des Pfahls, die mit dem Bauprojekt und seiner Gründung kompatibel sind, und natürlich das Budget und der Zeitplan des Projekts.
Es wird immer empfohlen, dass sich der Käufer an einen Ingenieur wendet, der sich auf geotechnische Fragen spezialisiert hat, um genau zu wissen, welche Art von Pfahl ein sicheres und stabiles Fundament für die geplante Struktur bietet. In solchen Fällen wäre ein Bohrpfähle mit einem Stahlbetonkäfig der ideale Kandidat. Auch hier könnten je nach spezifischen Bodenbeschaffenheiten einige Pfähle für den Einsatz in bestimmten Szenarien besser geeignet sein. Daher sollte ein fachkundiger Rat eingeholt werden, um eine falsche Wahl zu vermeiden.
Bei der Auswahl eines Pfahls ist es wichtig zu berücksichtigen, um welche Art von Last es sich handelt – eine vertikale Last oder eine seitliche Last. Wenn die Last seitlich ist, wäre ein Reibungspfahl am besten geeignet. Entsprechend wäre bei einer vertikalen Last ein gerader Pfahl mit Tragfähigkeit ausreichend.
Schließlich muss ein gewerblicher Käufer auch die Umweltauswirkungen des betreffenden Pfahls berücksichtigen. Gibt es Möglichkeiten, ihn nach dem Abbau der Struktur zu recyceln? Wird er in irgendeiner Form negative Auswirkungen auf die Umwelt haben? Dies sind Fragen, die ein Käufer sich immer stellen sollte, bevor er einen Kauf tätigt. Bei Projekten in Gebieten mit strengen Umweltauflagen sollten nachhaltige Pfähle bevorzugt werden.
F1. Gibt es Einschränkungen bei den Pfahldurchmessern für Drehbohrungen?
A1. Ja, im Allgemeinen gibt es Einschränkungen bei dem Durchmesser von Pfählen, die mit der Drehbohrtechnik gebohrt werden können. Drehbohrungen sind effizienter für die Herstellung sehr breiter Pfähle als andere Methoden, aber es gibt eine Grenze für die Breite des Bohrkopfes und die Größe des Bohrgeräts.
F2. Wie tief können Pfähle mit der Drehbohrmethode gebohrt werden?
A2. Es gibt keine theoretische Grenze für die Tiefe, in der Pfähle mit Drehbohrungen gebohrt werden können. Die Tiefe des Pfahls kann jedoch durch die Kapazität des Bohrgeräts, die Verfügbarkeit von Bohrflüssigkeit und die geologischen Bedingungen begrenzt sein.
F3. Was ist der Unterschied zwischen kontinuierlichen Schneckenbohrungen (CFA) und Drehbohrungen?
A3. Das CFA-Verfahren erzeugt Pfähle, ohne einen Beton- oder Schlammbesitzer zu verwenden. Manchmal kann dies ein Vorteil sein, aber CFA funktioniert am besten bei kleineren Pfählen. Drehbohrungen verwenden einen Halter, um das Bohrloch zu stabilisieren, wenn es gebohrt wird. Drehbohrungen eignen sich besser für sehr große Bohrlöcher.
F4. Was sind einige Herausforderungen im Zusammenhang mit Drehbohrungen?
A4. Die Herausforderung bei den Erdölbohrungen besteht darin, das richtige Bohrmeißel für die Art des Bodens oder Gesteins auszuwählen, die durchdrungen werden soll. Eine weitere Herausforderung besteht darin, das gebohrte Loch zu stabilisieren, damit kein Material in das Loch einstürzt, bevor der Pfahl gebildet wird.