Zum Tragverhalten von Vollverdrängungsbohrpfahlsystemen zur ressourceneffizienten Optimierung dieser Pfahlsysteme

 

Gefördert durch:	eigenfinanziert
Bearbeiter:	Johannes Kuhlmann, M.Sc.

 

 

Kurzbeschreibung:

Bei der Herstellung von Vollverdrängungsbohrpfählen wird das Bohrwerkzeug ohne eine relevante Bodenförderung erschütterungsfrei in den Boden eingedreht. Anschließend wird bei gleichzeitigem Ziehen des Werkzeugs der Pfahl ausbetoniert. Durch diesen Herstellprozess wird der Boden im Nahbereich des Pfahlschafts vollständig verdrängt und gleichzeitig verdichtet. Dies führt zu einer Steigerung der Tragfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Bohrpfählen. In Deutschland werden überwiegend zwei Vollverdrängungsbohrpfahlsysteme vermarktet, der Typ „Fundex“ und der Typ „Atlas“. Jedoch gibt es eine Vielzahl weiterer Vollverdrängungsbohrpfahlsysteme, die sich in ihrem Herstellungsvorgang, der Ausbildung des Bohrwerkzeugs und der Tragfähigkeit stark voneinander unterscheiden. Ziel des Forschungsvorhabens ist eine Optimierung des Systems der Vollverdrängungsbohrpfähle im Hinblick auf eine wirtschaftlichere und nachhaltigere Bemessung. Maßgebend sind dabei zwei Teilaspekte. Zum einem soll ein tieferes Verständnis über die bodenmechanischen Prozesse während der Herstellung von Schraubpfählen gewonnen werden. In diesem Kontext soll der Einfluss des Herstellvorgangs auf das Tragverhalten untersucht und das Optimierungspotenzial verschiedener Pfahlsysteme herausgearbeitet werden. Die vorhandenen Pfahlsysteme sollen im skalierten physikalischen und im numerischen Modell weiterentwickelt werden. Dabei wird eine Erhöhung der Tragfähigkeit durch Modifizierungen des Bohr- bzw. Schneidwerkzeugs angestrebt. Wichtig dabei ist, dass die Installationsfähigkeit des Pfahls erhalten bleibt. Das weiterentwickelte Bohrwerkzeug soll im Anschluss in Feldversuchen erprobt werden. Zum anderen soll das geplante Forschungsvorhaben dazu beitragen, die Erhöhung der Tragfähigkeit zu quantifizieren und in die Bemessung zu implementieren. Dazu ist es erforderlich, die relative Verbesserung der Tragfähigkeit in Bezug auf das bekannte Ausgangssystem (System „Fundex“ oder „Atlas“) für verschiedene Systemrandbedingungen abzuleiten. Die Ergebnisse sollen dann in einen standardisierten Prozess überführt werden, der für unterschiedliche Vollverdrängungsbohrpfahlsysteme anwendbar ist.