Pfahlgründung unter beengten Platzverhältnissen

Pfahlgründungen sind im Spezialtiefbau erforderlich, wenn keine ausreichende Tragfähigkeit des Baugrundes gegeben ist. Handliche Rammpfähle weisen eine besonders gute Eignung für den Grundbau auf, wenn eine enge Zufahrt, beengte Platzverhältnisse auf der Baustelle oder geringe Arbeitshöhen bei einer Nachgründung bzw. Sanierung im Bestand vorliegen. Bei der Herstellung der Rammpfähle entsteht kein Bodenaushub, die erforderlichen Geräte haben kleine Abmessungen und verursachen nur geringe Erschütterungen.

Rammpfähle als erste Wahl auf engen Baustellen

Rammpfähle kommen überall im Spezialtiefbau zum Einsatz, wo die Platzverhältnisse beengt sind und Erschütterungen sowie die Lärmbelästigung auf ein absolutes Minimum reduzieren werden müssen. Die Rammgeräte haben kompakte Abmessungen und benötigen nur eine sehr geringe Arbeitshöhe. Das ist speziell bei Nachgründungen im Bestand von großem Vorteil. Die Pfähle werden im Grundbau in Form von Schüssen in den Boden eingebracht. Sind große Pfahllängen erforderlich, dann wird je nach Pfahlsystem das Ende des eingebrachten Rohres mit dem nächsten Rohr verschweißt oder gekoppelt. Anschließend kann man den Pfahl weiter in den Boden treiben. Ist die erforderliche Tiefe erreicht, schneidet man beispielsweise bei Stahlrohrpfählen die überschüssige Rohrlänge einfach ab.

Falls in Baustellennähe eine sensible Nachbarbebauung vorliegt, dann erfolgt eine Überwachung der Nachbargebäude mit externen Schwingungsmessungen unter Berücksichtigung der laut DIN 4150 Tabelle 3 zulässigen Werte für Erschütterungen. So lassen sich Beeinträchtigungen der benachbarten Bebauung im Grundbau vermeiden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, vor der Herstellung der Pfähle vorzubohren oder den Baugrund aufzulockern, um die Erschütterungen zu minimieren.

Insbesondere Stahlrohrpfähle kommen im Spezialtiefbau beispielsweise in folgenden Bereichen zum Einsatz:

Herstellung in Gebäuden
Stadterneuerungsarbeiten
Gründungsreparaturarbeiten
Gründungen mit sensibler Nachbarbebauung

Funktionsprinzip von Rammpfählen

Der Rammpfahl gehört zur Gruppe der Verdrängungspfähle und kann im Grundbau entweder als Ortbetonrammpfahl oder Fertigteilpfahl ausgeführt sein.

Ortbetonrammpfahl: Die Bezeichnung des Pfahlsystems rührt daher, da der Beton bei diesem Pfahlsystem für die Herstellung vor Ort eingebracht wird. Pfahlsysteme mit Innenrohrrammung oder Kopframmung kommen im Spezialtiefbau zum Einsatz. Ein in der Praxis bewährter Ortbetonrammpfahl ist der Stahlrohrpfahl, bei dessen Herstellung Geräte mit sehr kleinen Abmessungen genutzt werden können.

Fertigteilpfahl: Bei diesem Pfahlsystem handelt es sich um Fertigrammpfähle aus Stahlbeton, sogenannte Stahlbetonrammpfähle. Der wohl prominenteste Vertreter dieses Pfahltyps ist der Centrum Pfahl, der sich durch einen hohen Automatisierungsgrad bei der Produktion auszeichnet, was eine sehr hohe Qualität bei der Herstellung ermöglicht. Die Rammgeräte für Fertigteilpfähle müssen meist höhere Schlagenergien für die Herstellung des Pfahls aufbringen, daher ist im Vergleich zum Ortbetonrammpfahl in der Regel größeres und schwereres Gerät erforderlich.

Im Grundbau erfolgt die Herstellung des Pfahls durch Rammen. Mit einem sogenannten Hydraulikbär wird dabei die Energie auf den Pfahl aufgebracht, was den Boden beim Rammvorgang vollkommen im Erdreich verdrängt. Durch die Verdrängung kommt es zu einer Verdichtung des Bodens. In den so verdichteten Zonen entstehen Mantelreibung und Spitzendruck und bewirken die Tragfähigkeit des Pfahles.

Bei der Herstellung von Stahlrohrpfählen im Spezialtiefbau wird ein Rammbär genutzt, der im Vergleich zu Stahlbetonrammpfählen oder Fertigteilrammpfählen ein deutlich geringeres Gewicht aufweist und damit auch kleinere Dimensionen hat, da das notwendige Maß, der am Rohrfuß eingeleiteten Energie, wesentlich geringer ist. Zudem bringt man Stahlrohrpfähle ohne Einsatz von Spülflüssigkeit in den Boden ein. Somit ist stets sichergestellt, dass die Arbeitsebene trocken und sauber bleibt.

Allerdings sind Stahlrohrpfähle nur bei weichen Böden im Grundbau geeignet und können verglichen mit Stahlbetonrammpfählen oder Fertigteilrammpfählen keinen sehr hohen Lastbereich abdecken. Sind also die Anforderungen an die Belastung sehr hoch bzw. ist der Boden nicht ausreichend weich, dann kann ein Fertigteilpfahl erforderlich sein, was auch größere Gerätschaft bedingt.

Vorteile von Rammpfählen im Spezialtiefbau

Auf engen Baustellen können Rammpfähle eine Vielzahl von Vorteilen ausspielen:

Wenig Platzbedarf: Sowohl die Pfähle als auch das erforderliche Gerät sind kompakt und ermöglichen problemlos die Herstellung in Gebäuden oder wenn auf der Baustelle die Platzverhältnisse beengt sind. Das Pfahlsystem mit seinen handlichen Komponenten und Geräten eignet sich auch für enge Zufahrten.
Geringe Arbeitshöhe: Bereits ab einer Arbeitshöhe von 2,70 m kann beispielsweise die Herstellung von Stahlrohrpfählen erfolgen.
Geringer Abstand: Abhängig vom spezifischen Pfahlsystem kann mit sehr geringen Abständen zur Nachbarbebauung gearbeitet werden. Beispielsweise können Stahlrohrpfähle in etwa 10 cm Distanz zum Bestand hergestellt werden.
Schonendes Herstellungsverfahren: Das kleine Gerät lässt eine sowohl erschütterungsarme als auch lärmarme Herstellung zu. Eine Beeinträchtigung der Nachbarbebauung kann man dadurch vermeiden. Gleichzeitig ist die Geräuschentwicklung minimal.
Kein Bodenaushub: Durch seitliche Verdrängung des Bodens kommt es bei der Herstellung zu einer Bodenverdichtung. Es fällt kein Aushub an, dadurch entstehen auch keine zusätzlichen Kosten für die Entsorgung. Speziell bei kontaminierten Böden ist dieser Umstand von großem Vorteil.
Gute Umweltverträglichkeit: Der Grundwasserhaushalt wird nicht beeinflusst.

Rammpfähle haben im Vergleich zu Bohrpfählen bei Pfahlgründungen im Grundbau einige Vorteile. Da bei einer Bohrpfahlgründung im Spezialtiefbau die Pfähle mithilfe einer Bohrung hergestellt werden, entsteht kein Aushub, dessen Entsorgung mit erheblichen Kosten verbunden sein kann. Der Rammpfähle wie beispielsweise der Stahlrohrpfahl erreichen aufgrund ihres Verdrängungseffektes eine Erhöhung der Tragfähigkeit. Das ist bei einer Bohrpfahlgründung in der Regel nicht der Fall. Für Bohrpfahlgründungen sind deutlich größere und schwerere Maschinen mit einer wesentlichen größeren Arbeitshöhe erforderlich.

Logistische Kriterien für die Systemauswahl

Die Projektierung im Spezialtiefbau sollte unter Berücksichtigung aller Faktoren und Beteiligten erfolgen, da sich Preis, Durchführungszeit und Qualität der Projektumsetzung stark gegenseitig beeinflussen. In Letztere gehen die gewählte Geotechnik, die Logistik sowie die Ausführung ein. Beispielsweise können Anforderungen, die sich aus dem Baugrundgutachten und der Logistik ergeben, stark voneinander abweichen.

Im Bereich der Logistik gehen spezifische Aspekte wie Beschränkungen der Achslast am Anfahrtsweg sowie die Straßenführung in die Projektierung ein. Zusätzlich müssen die Rahmenbedingungen hinsichtlich der Platzverhältnisse, die Baustelleneinrichtung, der Lagerflächenbedarf, der gesamte Flächenbedarf, die erforderliche Arbeitshöhe und der Aufbau der Rammebene bestimmt werden. Flächenbedarf und Arbeitshöhe sind dabei vom eingesetzten Gerät und vom ausgewählten Pfahlsystem abhängig.

Fazit

Wenn die Platzverhältnisse auf der Baustelle beengt sind, dann können im Spezialtiefbau häufig Rammpfähle ihre Stärken ausspielen, da deren Herstellung rasch, einfach, flexibel und wirtschaftlich erfolgt. Der Rammpfahl ist ein in der Praxis bewährtes und unverzichtbares System im Spezialtiefbau und ist für Pfahlgründungen bei engen örtlichen Gegebenheiten genauso hervorragend geeignet wie in Gebäuden, in denen eine eingeschränkte Arbeitshöhe vorliegt.

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