Anwendung von TK-ASF Bohrverpresspfählen für ... · EN 14199 Systeme mit bauaufsichtlicher...

Anwendung und Herstellung von Mikropfählen für die Rückverankerung von SpundwändenDipl.-Ing. Klaus DietzDipl.-Ing. Frank Tapken

Präsentation anlässlich des Spundwandseminars 2015 in Köln

Stahlspundwände – Neues für Planung und Anwendung Dipl.-Ing. Klaus Dietz Dipl.-Ing. Frank Tapken

Anwendung und Herstellung von Mikropfählen für die Rückverankerung von Spundwänden

Stahlspundwände – Neues für Planung und Anwendung Köln 10. Dezember 2015


http://www.google.de/url?url=http://web2.cylex.de/firma-home/dietz-geotechnik-consult-gmbh-5746030.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=lbmSVf6DC8KvsQH_j4KwDg&ved=0CCAQ9QEwBQ&usg=AFQjCNHNafQH-MCLRwypLG7_o_FXvHMdEw



1. Einleitung

2. Bemessung

3. Mikropfahl TK-ASF Bohrverpresspfahl

4. Eignungsversuche Tongrube in Schermbeck

5. Versuchsprogramm - Zulassungsversuche IMB Aachen

6. Ufersicherungen und Kaianlagen – Anwendungsbeispiele

7. Zusammenfassung




Schrägverankerungen (Neigung 20° bis 45°) Horizontalverankerung (Neigung 0° bis 10 °)

mit Verpressung ohne Verpressung

mit gerammten Pfählen mit gebohrten und verpressten

Pfählen

Rundstahlverankerung an Ankertafeln „Toter Mann“

1. Einleitung




1. Einleitung

Rundstahlverankerung an Ankertafeln bzw. –wand „Toter Mann“




1.Einleitung Kaiserschleuse Bremerhafen Rammpfahl - Pfahllänge 60 m Pst 600




1.Einleitung

Ramm-Verpresspfahl

Pfahlanschluß mit Rundstahlanker 4“ Rhein - Hafen Düsseldorf RV – Pfahl HE-B 220 L = 35 m




Mikropfahl TK-ASF Bohrverpresspfahl – Mikropfahl nach DIN EN 14199

Rhein - Hafen Gernsheim 2014 Bohrverpresspfähle 3 ½“ bis 4 ¼“ Pfahllängen bis 29 m Pfahllasten bis 2200 KN

1.Einleitung




1.Einleitung

Wirkungsweise der Verankerungssysteme Begriffssalat in Ausschreibungen

o Für alle Rohrverpresspfähle ist eine Abnahmeprüfung in o Anlehnung an DIN 4125 in die Einheitspreise einzurechnen.

o Mikropfahl gem. DIN EN 14199 nach Zeichnung, o Baubeschreibung, Gründungsgutachten, und statischen ……

o Rohrverpresspfahl o. glw. o Pfahllänge über 25 bis 27 m. o für eine Last Rk von …… kN o Pfahlneigung 1:1…….

o (mit Hüllrohr HD·PE DN 200 von OK-Pfahl bis 50 cm in die tragfähigen Sande

o Einschließlich Durchführung einer Abnahmeprüfung an o jedem Pfahl inkl. aller hierzu erforderlichen Geräte o und Hilfskonstruktionen. Die Abnahmeprüfung und das o Festsetzen auf 50% der Gebrauchslast erfolgt nach Herstellung




1.Einleitung

Wirkungsweise der Verankerungssysteme Vergleich Verpressanker – Mikropfähle - Nägel

Verpressanker Verpresspfähle / Mikropfähle Nägel

DIN EN 1537

DIN SPEC 18537

DIN EN 14 199

DIN SPEC 18539

bauaufs. Zulassungen

DIN EN 14 490

DIN 21521 T 1 und T2

• einzeln wirksam

• vorgespannt

• aktiv wirksam

• „ohne Verformung“

• einzeln wirksam

• schlaff

• passiv wirksam

• „mit Verformung“

• im Verbund wirksam

• schlaff

• passiv wirksam

• „mit Verformung

• 100% geprüft

• Prüfkraft ~ 1,5 fach • 3% geprüft

• Prüfkraft ~ 2 fach

• 3% geprüft

• Prüfkraft ~ 2 fach




definierte Krafteinleitung

Wirkungsweise der Verankerungssysteme Modell Verpressanker

1.Einleitung




Wirkungsweise der Verankerungssysteme Modell Mikropfahl

1.Einleitung

Mikropfahl auf

ganzer Länge

verpresst

Krafteinleitung auf ganzer Pfahllänge

(abhängig von den Bodenschichten)




Wirkungsweise der Verankerungssysteme Modell Bodenvernagelung

1.Einleitung

Beachten: - Raster maximal 1,5 x 1,5 m Anordnung rechtwinklig zur Längsachse - Nagellänge 0,5 – 0,6 x Wandhöhe abhängig von der Bodenart - 0,5 – 1 Nagel/m² Wand




1. Einleitung

• Verfügt über ein durchgehendes vorgefertigtes Tragglied aus Stahl

• Kraft wird durch Verbund vom Tragglied über das Verpressgut in den Baugrund übertragen

• Kraftübertragung in den Baugrund wird durch Verpressen mit Zementmörtel erzielt

Verbundpfahl




1. Einleitung

Prinzipielle Herstellung eines Kleinbohrpfahls - 1

o Abteufen einer Bohrung mittels eines Bohrverfahrens (Durchmesser meist > 178 mm dabei kontinuierliches Fördern des Bohrguts (Außen- oder Innenspülung)

o Spülmedium kann Luft, Wasser oder Zementsuspension sein o Auffüllen des Bohrlochs mit Zementmörtel o Einbringen des Tragglieds




1. Einleitung

o Schrittweises Ziehen der Verrohrung und anschließendes Verpressen

o Nicht bindige Böden: Primärverpressung (beim Ausbau der Verrohrung)

o Bindige Böden: Sekundärverpressung (mittels vorab montierter NI-Leitungen

o Aushärten des Zementkörpers (ca. 5 bis 7 Tage)

o Evtl. Probebelastung, Montage der Pfahlkopfanschlußkonstruktion und Belastung des Pfahls




1. Einleitung

Ischebeck TITAN Mikropfahl

Verbundpfahlsysteme bis 300 mm Pfahldurchmesser nach DIN EN 14199 Systeme mit bauaufsichtlicher Zulassung:

- TITAN Verpresspfähle

- GEWI Einstabpfähle GEWI Mikropfahl




1. Einleitung

TK-ASF Bohrverpresspfahl ( Mikropfahl )

Verbundpfahlsysteme bis 300 mm Pfahldurchmesser nach DIN EN 14199 Weiterentwicklung von Mikropfählen

- Bohrverpresspfähle (Vollstäbe) in Stahlgüte S 500




2. Bemessung

Bemessung und Herstellung von Pfählen

• Bemessung der inneren Tragfähigkeit nach EC7-1 Abschnitte 7

• Herstellen von verpressten Mikropfählen, nach.. • DIN EN 14199:2012:01 in Verbindung mit DIN SPEC18539:2012:01 • Durchführung und Bewertung von Probebelastungen von Pfählen, nach.. • DIN EN 1997-1:2009-09; DIN EN 1997-1/NA:2012-12 • in Verbindung mit DIN 1054 2010-12, DIN 1054/A1:2012-08 und EA Pfähle • Ermittlung des Pfahlwiderstandes, Höhe der Prüflasten und Anzahl der Prüfungen

von verpressten Mikropfählen nach.. • DIN EN 1997-1:2009-09; DIN EN 1997-1/NA:2012-12 • in Verbindung mit DIN 1054 2010-12, DIN 1054/A1:2012-08




Prüfung Verpressanker gemäß DIN EN 1537 + DIN SPEC 18537 Anhang G

Eignungsprüfungen und Abnahmeprüfungen für Daueranker und Kurzzeitanker

PP = γa • Ed mit γa = 1,1 aus DIN 1054 Tabelle 2-3

Ed oder Pd (EC 7) Bemessungskraft der Ankerbeanspruchung

entspricht alt DIN 4125 im LF 1:

η = γa • γG = 1,1 • 1,35 = 1,485 bis η = γa • γQ = 1,1 • 1,50 = 1,65

2. Bemessung

LF 1 = BS-P – ständige Bemessungssituation „ permanent“ LF 2 = BS-T – vorübergehende Bemessungssituation „ transient“ LF 3 = BS-A – außergewöhnliche Bemessungssituation „ accidental“




Prüfung Mikropfähle EC7 und DIN 1054:2010 Abschnitt 8.4 Ermittlung der Prüfkraft

Rt,d = Bemessungswert der äußeren Tragfähigkeit

Nd = Ft,d ≤ Rt,d = Rt,k / (ξi • γs,t • ηM)

ηM = Modellfaktor DIN 1054:2010 zu 7.6.3.2 A (3c) γs,t = Teilsicherheitsbeiwert DIN 1054:20010 Tabelle A. 2-3 ζi = Streuungsfaktor abhängig von der Anzahl der Probebelastungen alt DIN 4128 im LF 1:

[η = 2 entspricht neu η = γG • ξ • γs,t • ηM = 1,35 • 1,35 • 1,15 • 1,25 = 2,6]

η = 2 entspricht neu η = γG • ξ • γP • ηM = 1,35 • 1,00 • 1,15 • 1,25 = 1,94

variiert zwischen 1,0 – 1,35

PP ≥ Ft,d • ξi • γs,t • ηM = Fk • γG • ξi • γs,t • ηM

> 2 Prüfungen

Zugpfahl γs,t = 1,15

2. Bemessung




2. Bemessung




2. Bemessung

während der Prüfung

Mantelreibung ausschließen!!!!

Schutzrohr verwenden

Anker Mikropfahl




2. Bemessung Ermittlung der Widerstände

Grenzlast von Ankern in nicht bindigen Böden [OSTERMAYER]




3. Mikropfahl TK-ASF Bohrverpresspfahl – Mikropfahl nach DIN EN 14199




3. Mikropfahl TK-ASF Bohrverpresspfahl – Mikropfahl nach DIN EN 14199

Pfahlkopfanschluss auf Beton - und Stahlübergangskonstruktion




4. Eignungsversuche Tongrube Schermbeck

Konzept Eignungsversuche




4. Eignungsversuche Tongrube Schermbeck Bohrarbeiten mit Klemm KR 806-4 , Bohrwinkel 10˚

Doppelkopfbohren mit Luftspülung

Einführen des Stahltraggliedes

Einfüllen von Zementleim





Entwicklung Korbabstandhalter • Zentrierung im Bohrloch / mindest Betonüberdeckung • Korbabstandhalter müssen Formstabil bleiben • Körbe dürfen auf dem Stahltragglied nicht verrutschen • Installation von NI-Leitungen muss gewährleistet sein





Montage der Korbabstandhalter und der Auffüll- bzw. Nachinjektionsleitungen





Ausgegrabene Pfähle im Ton und Sand/Kies





Dokumentation für Geotechnisches Gutachten





Dokumentation für Geotechnisches Gutachten

Roteinfärbung der Nachinjektion Zunahme Durchmesser Verpresskörper




5. Versuchsprogramm - Zulassungsversuche IMB - RWTH Aachen

Untersuchungsprogramm H+P Ingenieure





Tastversuche bei DMT Seilprüfstelle in Bochum





Versuchsprogramm IMB RWTH Aachen Z1 - Zugversuche Z2, Z3,Z4 - Systemversuche C - Chemische Analysen G - Rippengeometrie H - Härtemessungen K - Kerbschlagzähigkeit B - Biegeversuch S+Z3 - Schlupf Bereich Endverankerung DK - Dehnkörperversuche





Dehnkörperversuch DK 1 Ø 3“ mit Zementsteindeckung 40 / 60 / 80 mm




6. Ufersicherungen und Kaianlagen - Anwendungsbeispiele

Elbe Hafen in Riesa

221 TK-ASF Bohrverpresspfähle in Längen bis 29 m für Pfahllasten bis 1900 KN





Elbe Hafen in Riesa




Hüttenwerke Krupp Mannesmann Duisburg, Bohrverpresspfähle 3 ½ “, L = 24,0 m 6. Ufersicherungen und Kaianlagen - Anwendungsbeispiele





Frankfurt Osthafen, Mannheimer Werft 114 Bohrverpresspfähle 3 ½ “und 4“ L = 27,50 m




Frankfurt Osthafen, Mannheimer Werft 114 Bohrverpresspfähle 3 ½ “ und 4“, L = 27,50 m


Doppelkopf - Bohrverfahren Einführen des Stahltraggliedes

Pfahlprüfung Montage der NI-Leitungen und Abstandhalter Eingeführtes Tragglied mit NI-Leitungen





ThyssenKrupp Steel Europe - Hafen Duisburg Walsum

360 Verpresspfähle 4“ L = 28,5 m




6.Ufersicherungen und Kaianlagen - Anwendungsbeispiele





Gebohrter TK-ASF Bohrverpresspfahl, Logport II in Duisburg




Duisport - Erneuerung Brückenwiderlager Vinckekanal, Bohrverpresspfähle 4 “, L = 35 m und 43 m


Baustelleneinrichtung für das bauseitige Zusammenfügen der Stahltragglieder






Baustelleneinrichtung für das bauseitige Zusammenfügen der Stahltragglieder

Schweißung der Rundstähle





Rheinhafen Bonn




7. Zusammenfassung

Einsatzbereiche • Druck – und Zugpfahl nach DIN EN 14199

• Rückverankerung im Hafen- und Spezialtiefbau

Vorteile • Tragfähigkeiten bis 7930 kN

• Geringe Stahldehnung, dadurch schnellere

Aktivierung der Kräfte bei kleinen Verformungen

• Korrosionsschutz auf voller Länge durch das alkalische Milieu der Zementsteinüberdeckung

• Lieferlängen ab Werk bis 35 m, darüber hinaus beliebige Verlängerung durch Schweißstoß oder Kopplungsmuffen möglich

• Pfahlkopfanschluss auf Stahlübergangskonstruktion Bestandteil der DiBt Zulassung




Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


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