Beratung Planung Ausführung

Verbundpfahl System StumpAllgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z–32.1–8

Verbundpfahl System Stump

Verbundpfahl System Stump S. 2

Bemessung und Planung S. 3

Anwendungsbeispiele S. 4 – S. 5

Zulassung Z–32.1–8 S. 6 – S. 28

Kopfausbildung, Bewehrungsführung S. 29

Berechnungsbeispiel und Checkliste S. 30 Musterleistungsverzeichnis S. 31

Inhalt

Zulässiger Bemessungswert des inneren Pfahlwiderstandes Zulassung 32.1-8, Abschnitt 3 gemäß Ergänzung DIBt Oktober 2008, DIN 1054:2005-01 und EC 7 (DIN EN 1997)

Ri,k = At x fy0.1k

Ausführung A:RM,d oder Ri,d oder Npl,Rd = At x σZS

Ausführung B:RM,d oder Ri,d oder Npl,Rd = Rik/γM = At x fyo.1k/γM

Ri,k charakteristischer Wert des inneren PfahlwiderstandesAt Querschnitt des Pfahltraggliedesfy0.1k = fy Spannung bei 0,1% Dehnung (alte Streckgrenze)Ri,d = R1,d Bemessungswert des inneren PfahlwiderstandesNpl,Rd = Ri,d Bemessungswert der Normalkrafttragfähigkeit des StahltraggliedesσZS max. Zugspannung bzw. Randspannung bei nicht planmäßiger Biegebean-

spruchung im Stahl unter Ansatz der Bemessungswerte der Einwirkungen für LF1 bzw. BSP (Zulassung Z–32.1–8)

γM = γR Teilsicherheitsbeiwert des Materialwiderstandes

Druck [kN] Zug [kN]Ausführung A

vorübergehender/ dauernder

Einsatz

Ausführung Avorübergehender

Einsatz

Ausführung Adauernder

Einsatz

Ausführung Bdauernder

Einsatz

DIN 1054 2005-01 Lastfall (LF)EC 7 (DIN EN 1997) Bemessungssituation (BS)

LF 1, 2, 3BS P, T, A

fy = 500 N/mm²γR = 1,15

LF 1, 2, 3BS P, T, A

fy = 500 N/mm²γR = 1,15

LF 1BS P

σZS = 230 N/mm²

LF 2, 3BS T, A

fy = 500 N/mm²γR = 1,15

LF 1, 2, 3BS P, T, A

fy = 500 N/mm²γR = 1,15

At [mm²] Ri,k [kN] Ri,d = Npl, Rd Ri,d = Npl, Rd Ri,d = Npl, Rd Ri,d = Npl, Rd Ri,d = Npl, Rd

BST 500 S-GEWIund BST 500 S

ø 20 314 157 137 137 72 137 137

ø 25 490 245 213 213 113 213 213

ø 28 615 308 267 267 141 267 267

BST 500 S-GEWI

ø 32 804 402 350 350 185 350 350

ø 40 1.257 629 547 547 289 547 547

ø 50 1.963 982 853 853 451 853 853

3

Bemessung und Planung

ProbebelastungenDie Tragfähigkeit von Mikropfählen hängt stark von der Zusammen setzung und den Eigenschaften des Baugrundes ab. Des-halb ist für eine sichere und wirtschaft-liche Planung eine Baugrunderkundung not wendig. Die DIN 1054 gibt die Anhalts-werte zur Vorbemessung für die Mantel-reibung an.Durch Probelastungen, die bei dem Ver-bundpfahl System Stump einfach durch -zuführen sind, werden die Vor gaben für die Mantelreibung in der Krafteinlei-tungstrecke und das Setzungsverhalten

KorrosionsschutzDie Verbundpfähle System Stump sind für temporären (< 2 Jahre) und dauerhaften Einsatz zugelassen. Der dauerhafte Korrosionsschutz kann auf zwei Arten gewährleistet werden.1. Reduzierung der Stahlspannung,

so dass die Rissweitenbeschränkung gemäß DIN 1045 eingehalten wird. Diese Variante ist sehr einfach, führt aber zu einer Herabsetzung der zuläs-sigen Pfahllast.

2. Ausbildung des doppelten Korrosions-schutzes durch Umhüllung des Trag-gliedes mit einem Ripprohr. Der Zwischenraum wird werkmäßig mit Zementmörtel verpresst. Die Pfähle können ohne Reduzierung der Stahl-spannung ausgenutzt werden. Der Korrosionsschutz ist sehr robust.

Mantelreibungen in der DIN 1054, Anhang D

Bodenart Druckpfähle MN/m2 Zugpfähle MN/m2

Mittel- und Grobkies 0,20 0,10

Sand und Kiessand 0,15 0,08

Bindiger Boden 0,10 0,05

Versuchsaufbau für eine Druckpfahlprobebelastung mit Belastungseinrichtungen und Reaktionsankern

Auswertung einer Pfahlprobebelastung

überprüft. Durch die hohe Qualität der Ausführung werden regelmäßig höhere Mantel reibungsbeiwerte nachgewiesen als nach den allgemein gültigen Normen z. B. in DIN 1054 angesetzt. Dadurch lassen sich deutlich kürzere Pfahllängen realisieren. Stump verfügt über zahlreiche Ver suchs-ergebnisse in den unterschiedlichsten Bodenarten, die uns in die Lage versetzen, unseren Kunden äußerst wirtschaftliche Lösungen auszuarbeiten. Sprechen Sie unsere erfahrenen Ingenieure in den Niederlassungen an.

Pfah

lkop

f-Ver

tikal

vers

chie

bung

s [

mm

]

Last Q [kN]

50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

∆ t = 30‘

∆ t = 62‘

Seit Jahren bewährt sich der Verbundpfahl System Stump

als intelligente Lösung für Gründungsprobleme.

Die Vorteile liegen auf der Hand:

einfache Bauteile für den robusten Baubetrieb

kleiner Bohrdurchmesser für wirtschaftliche Bohrverfahren

geringe Setzungen des verpressten Pfahles

für temporäre und dauerhafte Anwendung zugelassen

Der Verbundpfahl System Stump – das Tragglied für alle Fälle

BodenvernagelungenAuftriebssicherungenGründungenStützwandsicherungen HebetechnikAbfangungen

Der Verbundpfahl System Stump (BSt 500 S-GEWI) kann als Einstab-Druckpfahl für Bemessungskräfte von 72 kN bis 853 kN eingesetzt werden. Über Pfahlbündel mit bis zu drei Einzeltraggliedern können ent-sprechend höhere Lasten abgetragen werden. Als Tragglied dient ein Rundstahl mit beidseitig aufgewalzten Gewinderip-pen, die über die gesamte Länge ange-ordnet sind. Dieses Gewinde dient dem kraft schlüssigen Anschluss von Anker-stücken und Ankermuttern, dem Kop-peln ein zelner Pfahlschüsse mit Hilfe von Gewindemuffen sowie der Verbesserung der Verbundwirkung zum umgebenden Zementstein im Krafteintragungsbereich. Die Profilierung des Tragglieds ermöglicht im Pfahlkopfbereich eine exakte Festlegung sowie eine beliebige Verlängerung des Pfahlüberstandes unter Einsatz der zu gelassenen Verbindungsteile. Mit einem Korrosionsschutz gemäß zugehöriger all-gemeiner bauaufsichtlicher Zulassung

versehen kann der Verbundpfahl auch als Zugpfahl für Bemessungskräfte bis 853 kN eingesetzt werden. Auch unter beengten Einbaubedingungen von ca. 2,0 m erlaubt die Konstruktion des Pfahls eine ord-nungsgemäße Pfahlherstellung. Ebenso ist bei Montage eines Nachinjektions systems eine gezielte Verbesserung der Tragfähig-keit des Bodens im Krafteintragungs-bereich durch Nach verpressung möglich.

Ansicht des Versuchsaufbaus

5

Durch sein einfaches Koppelsystem ist der Einbau des Pfahles auch unter beschränkter Arbeitshöhe schnell und sicher möglich

Fertiggestellte Pfahlköpfevor dem Einbetonieren

Anwendungsbeispiele

Die geneigte Anordnung der Pfähle erlaubt dieAbtragung von horizontalen Fundamentlasten

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Endverankerung Verankerungsteile ø 20 ø 25 ø 28 ø 32 ø 40 ø 50

Verankerungslänge l1 mm gem. DIN 1045 700 990

Kontermoment Mv kNm 0,4 0,7 1,0 1,6 2,9 8

Schlüsselweite SW mm 36 41 46 50 60 80

Kontermutter a1 mm 20 20 25 30 35 50

Ankerstück a2 mm 40 45 50 55 70 85

Ankermutter a3 mm 45 50 55 65 70 85

Zusatzbewehrung

Zug- oder Druckpfahl n Stck 3 4 4 3 3 5

Wechsellast n Stck 6 8 8 6 6 10

Durchmesser Stab Ø mm 6 6 6 8 10 10

Durchmesser Wendel a mm 100 120 140 155 220 250

Beginn Wendel b mm 20 15 10 20 25 25

Ganghöhe Wendel c mm 30 40 40 40 45 45

Pfahlhalsverstärkung

Innendurchmesser a1 mm 46 46 46 46 55 66

Länge Konstruktion t1 mm 150 150 150 150 200 200

Länge Pfahl t2 mm 600 600 600 600 600 600

Plattenverankerung Verankerungsteile

Verankerungslänge l1 mm 176 180 185 195 255 275

Kontermoment Mv kNm 0,4 0,7 1,0 1,6 2,9 8

Schlüsselweite SW mm 32 41 41 50 60 80

Kontermutter a1 mm 20 20 25 30 35 50

Ankermutter a3 mm 45 50 55 65 70 85

Plattenstärke t mm 12 15 20 30 40 45

Plattenaußenmaß d mm 90 110 120 120 150 190

Zusatzbewehrung

Zug- oder Druckpfahl n Stck 3 4 4 3 3 5

Wechsellast n Stck 6 8 8 6 6 10

Durchmesser Stab Ø mm 6 6 6 8 10 10

Durchmesser Wendel a mm 100 120 140 190 230 285

Beginn Wendel b mm 20 15 10 20 25 25

Ganghöhe Wendel c mm 30 40 40 40 45 45

Pfahlhalsverstärkung

Innendurchmesser a1 mm 46 46 46 46 55 81

Länge Konstruktion t1 mm 150 150 150 150 200 200

Länge Pfahl t2 mm 600 600 600 600 600 600

Haftverankerung

Verbundlänge lo mm gem. DIN 1045 1270 1760 2480

Ausbildung der gebräuchligsten Pfahlköpfe

Kopfausbildung, Bewehrungsführung

6. Überprüfung der Krafteinleitungslänge (äußere Tragfähigkeit)Teilsicherheitsbeiwert für den Pfahlwiderstand (DIN 1054:2005-01) Tabelle 3, gewählter Bohrdurchmesser db = 140 mm

min Lv = = = 5,67 m 7. Nachweis der Übertragungslänge Zulassung Punkt 3.4 (innere Tragfähigkeit)Der Nachweis erfolgt gemäß DIN 1045-1:2001-07 Abschnitt 12.5 und 12.6: angenommene Mörtelfestigkeit fck = 20 N/mm² fbd = 2,3 N/mm² (Tabelle 25).Gemäß Zulassung für GEWI-Stahl 50 mm ist fbd mit dem Faktor 0,8 abzumindern.

Aus DIN 1045-1 Gleichung (140):

lb = x = x = x = 2,95 m

Aus DIN 1045-1 Gleichung (141):

lb,net = αa x lb x = 1,0 x 2,95 x = 2,65 m ≤ 5,67 m

8. Wahl der PfahllängeEinbindelänge in den Konstruktionsbeton + Ankermutter + 0,5 Dicke der Ankerplatte + statisch erforderliche Pfahllänge = Gesamtlänge0,275 m + 0,085 m + 0,023 m + 8,03 m = 8,41 m gewählt 8,50 m

Nach einer Übergangszeit von wenigen Jahren wird die DIN 1054:2005-01 durch den Eurocode 7 ersetzt. Im Zuge der Umstellung werden einige Teilsicherheitsbeiwerte und Nachweise angepasst. Zu gegebener Zeit werden auf der Internetseite www.stump.de aktualisierte Beispiele zur Verfügung gestellt.

Bestimmung der Einbindelänge in den Konstruktionsbeton Bestimmung der statisch erforderlichen Pfahllänge Festlegen der Mantelreibung Überprüfung der Krafteinleitungslänge (äußere Tragfähigkeit) Nachweis der Übertragungslängen Zulassung Punkt 3.4

(innere Tragfähigkeit)

Checkliste für die Entwurfsplanung von Verpresspfählen Prüfung der vorhandenen Bebauung Baugrunderkundung Festlegen der Lastfälle Bestimmung der Pfahllasten Wahl des Traggliedes Festlegung der Kopfausbildung

Berechnungsbeispiel und Checkliste

Beispiel der Pfahlbemessung für eine Auftriebssicherung

Der Nachweis erfolgt nach dem Teil sicherheitskonzept in Anleh-nung an die Empfehlungen des Arbeitskreises Bau gruben der DGGT (EAB 2006) Empfehlung 62 und der DIN 1054:2005-01.

1. Bestimmung des Bemessungswertes der Zugbeanspru-chung eines Pfahles

Aus DIN 1054:2005-01 Abschnitt 8.5.4 Gleichung (33):E1 = E1Z,d = E1GZ,k x γG – E1GD,k x γG,inf

Abminderung der Betonwichte gemäß EB 62.5 b)Teilsicherheitsbeiwerte gemäß DIN 1054:2005-01 Tabelle 2 E1 = E1Z,d = {[6 x 10 x 1,35] – [0,8 x 23 x 1,00]} x 3,5 x 3,5 = 767 KN

2. Wahl des TraggliedesDauerhafter EinsatzVerbundpfahl System Stump Z–32.1-8Ausführung B doppelter Korrosionsschutzaus Tabelle PfahllastenRd = 853 kNE1Z,d = 767 kN ≤ Rd = 853 kN

3. Festlegung der Kopfausbildung und Einbindung in den KonstruktionsbetonGewählt Ausführung B.b mit Ankerplatte Zulassung Z–32.1–8 Anl. 5Tabelle 1 Einbindung in den Konstruk tionsbeton 275 mmAnkermutter 85 mmKontermutter 50 mmAnkerplatte 190 x 190 mm

4. Bestimmung der statisch erforderlichen PfahllängeErf. L wird durch Umformung der Gleichungen (34) und (35) DIN 1054:2005-01 Abschnitt 8.5.4 ermittelt:

erf. L = +

erf. L = + = 8,03 m

5. Festlegen der MantelreibungAus DIN 1054:2005-01 Anhang D oder hier zum Beispiel gewählt aus örtlich bekannter Stump Probebelastung qs1,k = 0,4 MN/m²

hw x γw

x γG,dst – dB

x γB x γG,stb

η x γ, x γG,stb

6,0 x 10 x 1,05 – 0,8 x 23 x 0,95

0,8 x 11 x 0,95

cot φ, x √(l2a + l2b)

3

E1Z,d x γPt

qs,k x π x db

fy,k

γs x 0,8 x fbd

500

1,15 x 0,8 x 2,3

ds

4

fyd

fbd

Rd,erf

Rd,zul

767

853

ds

4

50

4

767 x 1,3

400 x π x 0,140

cot 32,5 x √(3,52 + 3,52)

3

31

Musterleistungsverzeichnis

Die folgenden Musterpositionen dienen der Vereinfachung von Ausschrei bungen. Die Anwendungsmöglichkeiten für Ve rpress-pfähle sind so vielfältig, dass nicht jeder Arbeitsgang hier beschrieben werden kann. Sollten Sie Fragestellungen bearbeiten, die in diesem Beispiel nicht erfasst sind, sprechen Sie unsere Fachingenieure an. Wir helfen gerne weiter!

Position 1Einmalige Baustelleneinrichtung und -räumung für ein Pfahlbohrgerät mit den zugehörigen Gerätschaften, um die Pfahlarbeiten, welche im zugehörigen Lei-stungsverzeichnis aufgeführt sind, auszu-führen. Eingerechnet sind alle Transporte, An- und Abreise des Personals, Perso-nal- und Vorhaltekosten, während der Einrichtungs- und Räumungszeit. Ohne Umsetz- und Umräumvorgänge.

1 Stück pauschal ________ €

Position 2Mikropfahl System Stump mit Standard-korrosionsschutz Ausführung A gem. Zulassung Z–32.1–8 oder glw. liefern und einbauen einschließlich Durchfüh-rung der Bohrarbeiten in hindernisfreiem Boden, Bodenklassen 2–5 und einmali-gem Verpressen. Die Kopfausbildung wird gesondert vergütet. Abgerechnet wird die gesamte Traggliedlänge.

Bemessungsdruckkraft _______ kNBemessungszugkraft _______ kNTragglieddurchmesser ______ mmBohrdurchmesser ______ mmNeigung zur Waagerechten _____ GradFreie Arbeitshöhe ________ mPfahllänge einschließlich Einbindung in das Bauteil ________ m Eingerechneter Zementverbrauch kg/m Pfahl

1 Stück ________ € oder 1 m Pfahl ______ €/m

Position 3Liefern der Ankerteile und Muttern ohne Bewehrung für die Kopfausbildung des Mikropfahls System Stump o. glw. Kopf-ausbildung: Typ ___________________

1 Stück ________ €

Position 4Umsetzen der Bohreinheit von Bohrpunkt zu Bohrpunkt. Abstand: ca. __________

1 Stück ________ €

Position 5Kolonnenstunde, Stillstand der Bohr-kolonne. Eingerechnet ist das Vorhalten der Geräte und des Personals, ohne Betriebskosten.

1 h _______ €

Position 6Kolonnenstunde, Betrieb der Bohrkolonne. Eingerechnet ist das Vorhalten der Geräte und des Personals, mit Betriebskosten der Geräte, jedoch ohne Verschleiß an Bohr-rohren, Bohrkronen und sonstigem Bohr-zubehör.

1 h ________ €

Position 7 Zementverbrauch über die eingerechneten _________ kg/m Pfahl. Eingerechnet ist das Liefern, Aufbereiten und Verarbeiten mit sämtlichen entstehenden Personal- und Gerätekosten.

1 kg ________ €

Positon 8Durchführen einer Probebelastung (Zug-belastung) an einem Pfahl gem. DIN 4128 / DIN 1054. Nicht eingerechnet ist die Her-stellung des Prüf- oder Bauwerkspfahls sowie evtl. erforderlicher Reaktionsanker. Gutachterkosten für ein Prüfinstitut sind nicht enthalten.

1 Stück _______ €

Position 9Gutachterkosten für ein Prüfinstitut zur Begutachtung der Pfahlprüfung gem. DIN 4128 / DIN 1054 an einem Probepfahl.

1 Stück _______ €

Neben diesen Grundpositionen sollten bei einer Ausschreibung, je nach Gegeben heit, für die folgenden Leistungen Abrechnungspo sitio nen berücksichtigt werden:

Zulage für Bodenklassen 6 und 7 Zulage für das Durchbohren von

Beton Bohren gegen drückendes Wasser Nachinjektionsleitungen Durchführung von Nachinjektionen Zulage für Arbeiten unter

beschränkter Arbeitshöhe Liefern und Einbauen von

Koppelstellen Liefern und Einbauen der Pfähle

mit doppeltem Korrosionschutz (Ausführung B)

Herrichten der Pfahlköpfe und Einbau der Kopfteile

Herstellen von Reaktionsankern für Druckprobebelastung

Stump Niederlassungen

www.stump.de

Zentrale IsmaningAm Lenzenfleck 1–385737 IsmaningTel. +49 (0) 89/96 07 01-0Fax +49 (0) 89/96 31 51

ZN LangenfeldFriedrich-Krupp-Straße 18 40764 LangenfeldTel. +49 (0) 21 73/2 71 97-0Fax +49 (0) 21 73/2 71 97-9 90

ZN HannoverEichenbrink 730453 HannoverTel. +49 (0) 5 11/9 49 99-3 00Fax +49 (0) 5 11/49 94 98

Geschäftsstelle ColbitzSüdstraße 239326 ColbitzTel. +49 (0) 3 92 07/8 56-0Fax +49 (0) 3 92 07/8 56-50

PolenStump-Hydrobudowa Sp. z o.o.ul. 29 Listopada 1000-465 WarszawaTel. +48 (0) 22/55 96 00 0Fax +48 (0) 22/55 96 00 5

TschechienStump Spezialtiefbau spol. s r.o.Jahodová 523/58620 00 Brno – Brněnské IvanoviceTel. +42 0 (0) 5 45/55 80 00Fax +42 0 (0) 5 45/55 80 23

ZN BerlinKurfürstendamm 38/3910719 BerlinTel. +49 (0) 30/75 49 04-0Fax +49 (0) 30/75 49 04-20

ZN MünchenAm Lenzenfleck 1–3 85737 IsmaningTel. +49 (0) 89/96 07 01-0Fax +49 (0) 89/96 31 51

ZN ChemnitzBlankenauer Straße 9909113 ChemnitzTel. +49 (0) 3 71/26 25 19-0Fax +49 (0) 3 71/26 25 19-30

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