Mikropfähle aus Stahl.
Wirtschaftliche und sichere Lastabtragung in tiefere Bodenschichten
FastPile leitet die Lasten bei setzungsempfindlichen Böden mit Mikropfählen aus Stahl in tiefere tragfähige Bodenschichten ab. Es unterscheidet sich von anderen Methoden durch seine Wirtschaftlichkeit und Schnelligkeit, und kommt gänzlich ohne Aushub und Entsorgung von Bodenmaterial aus.
FastPile beruht auf dem statischen Einpressen von Mikropfählen mittels einer auf einem Kettenfahrzeug montierten hydraulischen Presse. Jeder Mikropfahl wird automatisch einzeln getestet, indem das Einpressen solange fortgesetzt wird, bis der erforderliche Einpressdruck dem für das jeweilige Projekt geforderten Widerstand, erhöht um die entsprechenden Sicherheitsfaktoren, entspricht. Hierdurch wird die Tragkraft sämtlicher Mikropfähle garantiert. Somit ergibt sich ein Verfahren das schnell in der Durchführung, gering in den Kosten und absolut zuverlässig ist.
Die FastPile-Technologie
Internationaler Patentantrag n. WO 2018/011706
FastPile basiert auf dem Einsatz von Mikropfählen aus Stahl, die mittels einer schweren Maschine eingepresst werden.
Diese Maschine besteht aus einem Kettenfahrzeug, das mit zwei Elektromotoren ausgestattet ist, die zwei hydraulische Pressen antreiben. Dadurch ist es im Gegensatz zu anderen Maschinen möglich, zwei Pfähle gleichzeitig einzupressen. Das Gewicht der Maschine von über 400 kN stellt ein perfektes Widerlager für das Einpressen dar und macht somit eine Verankerung in Boden oder Fundament überflüssig.
Die FastPile-Mikropfähle, bestehend aus Stahl S355, haben einen Außendurchmesser von 62 mm und eine Wandstärke von 8 mm. Die Oberfläche weist eine eingewalzte Rillenstruktur auf, wodurch sich gegenüber einem glatten Pfahl mit gleichem Durchmesser eine um 46% größere Oberfläche ergibt. Hierdurch entsteht eine größere Kontaktfläche mit dem Erdreich und ein höherer Reibungswiderstand in Längsrichtung. Die Pfähle bestehen aus Einzelteilen von 1,0 m Länge, die mittels innenliegender Gewindemuffen zusammengefügt werden.
Das Einbringen der Pfähle erfolgt in folgenden Schritten:
- Positionierung der Maschine an der gewünschten Stelle
- Einrichtung der hydraulischen Presse in der Richtung der gewünschten Einpressung
- Einpressung des ersten 1,0 m langen Teilstückes in die Erde
- Verbindung des ersten Stückes mit dem zweiten
- Fortsetzung des Einpressens und Anfügen weiterer Teilstücke
Planung von FastPile-Einsätzen
Das FastPile-Verfahren wird in der Planung als Mischfundament behandelt,
d.h. die Lasten werden den aus der Literatur entnommenen Ansätzen gemäß
anteilig zwischen den Pfählen und der flächigen Lastabtragung durch die
Fundamente selbst aufgeteilt.
Die Bemessung der Mikro-Stahlpfähle nach dem Grenzzustand der Tragfähigkeit (ULS) erfolgt nur dann, wenn die Tragfähigkeit durch das eigentliche Fundament nicht gegeben und ihre Herstellung daher prioritär ist. In diesem Fall ergibt sich die anzusetzende Tragfähigkeit des Mischfundamentes aus der Summe der Tragfähigkeit des eigentlichen Fundamentes und jener der Mikropfähle unter Anwendung der entsprechenden Sicherheitsfaktoren, oder aus der Anwendung passender Modelle um das Zusammenwirken von Fundament-Mikropfähle-Boden zu beschreiben.
Meist ist für die Bemessung der Pfähle der Grenzzustand der
Gebrauchstauglichkeit (SLS) relevant. Hierfür wird zunächst die Last berechnet, die vom eigentlichen Fundament abgetragen werden kann, um mit
den Setzungen noch im Toleranzbereich zu bleiben. Dann wird die Zahl der
notwendigen Mikropfähle berechnet, um die darüber hinaus gehenden Lasten
aufzunehmen. Die resultierenden Setzungen des Mischfundamentes setzen
sich dann aus zwei Komponenten zusammen. Erstens die notwendigen
Setzungen, um die Tragwirkung der Mikropfähle überhaupt zu aktivieren.
Zweitens die notwendigen Setzungen, um die Tragwirkung der Mikropfähle
soweit zu erhöhen, dass die über das Fundament flächig abgetragene Last
ausreichend reduziert wird.
