Ausgewählte Beispiele für die Verwendung der Stahlrohrpfähle im Spezialtiefbau sind:
- Stadterneuerungsarbeiten
- Gründungsreparaturarbeiten
- Herstellung in Gebäuden
Funktionsprinzip dieser Pfahlgründungart
Beim Stahlrohrpfahl handelt es sich um ein Pfahlsystem, das man in verschiedenen Verfahren herstellen kann. Man unterscheidet Innenrammung, Kopframmung und Presspfähle. Beispielhaft erfolgt die Erläuterung, wie man Stahlrohrpfähle mit Innenrammung herstellt.
In der Regel richtet man zuerst das Stahlrohr über dem Pfahlansatzpunkt aus und bringt in das Rohr einen Beton- oder Kiespfropfen ein. Die Stahlrohre haben in der Regel einen Querschnitt zwischen etwa 219 mm bis 406 mm. Der Pfropfen befindet sich am Rohrfuß. Ein Fallgewicht wird im Rohr geführt, fällt auf den Pfropfen und zieht das Stahlrohr in den Boden. Man wendet Fallgewichte zwischen 300 und 1500 kg an.
Man bringt die Stahlrohre mit Rohrlängen von 0,5 m bis 8,0 m schussweise ein. Ist das erste Rohr in den Baugrund eingebracht, dann setzt man ein zweites Stahlrohr darauf und verschweißt es mit dem ersten Rohr. Entsprechend der erforderlichen Pfahllänge kann dieser Vorgang mehrfach wiederholt werden.
Anschließend erfolgt die Verfüllung mit Beton vor Ort auf der Baustelle. Die Stahlrohre verbleiben im Boden. Im Spezialtiefbau dienen sie als zusätzlicher Schutz bei weichen Schichten und gegen betonaggressives Wasser.
Vorteile von Stahlrohrpfählen
Stahlrohrpfähle haben eine Vielzahl von Vorteilen, die sie für den Einsatz auf engen Baustellen prädestinieren:
- Geringer Platzbedarf: Herstellung in Gebäuden oder beengten Platzverhältnissen möglich
- Geringe Arbeitshöhe: Schon bei einer Arbeitshöhe von nur 2,70 m kann das Verfahren eingesetzt werden.
- Schonend: Das Verfahren ist erschütterungs- und lärmarm mit minimaler Geräuschentwicklung.
- Kein Aushub: Das Verfahren bewirkt eine Bodenverdichtung durch seitliche Verdrängung. Da kein Aushub anfällt, entstehen auch keine zusätzlichen Kosten für die Entsorgung.
- Umweltfreundlich: Keine Beeinflussung des Grundwasserhaushalts, kein Aushub
- Verbesserung der Tragfähigkeit: Anders als bei der Bohrpfahlgründung erhöht sich die Tragfähigkeit durch Anwendung dieses Verfahrens im Grundbau wegen des Verdrängungseffekts.
- Geringer Abstand: Mit etwa 10 cm Distanz ist es möglich, die Pfähle im Spezialtiefbau sehr nahe an vorhandenen Gebäuden herstellen.
- Schutz: Die im Boden verbleibenden Stahlrohre bieten zusätzlichen Schutz bei weichen Bodenschichten und wenn Wasser ansteht, das Beton chemisch angreifen würde.
- Flexibel: Die Pfahllängen sind bedingt durch das Verfahren flexibel an den Verlauf der tragenden Bodenschichten anpassbar.
- Qualität: Bereits während der Herstellung ist es durch Messen der Rammenergie möglich, die Tragfähigkeit zu überprüfen.
- Schnell: Das Verfahren ist schnell und flexibel in der Anwendung.
Andere Rammpfähle im Spezialtiefbau haben im Vergleich dazu klare Nachteile. In der Regel ist ein wesentlich größeres Rammgerät erforderlich, das deutlich stärkere Erschütterungen verursacht.
Termintreue hat bei Bauprojekten absolute Priorität, insbesondere bei Wohnprojekten. Hier können Stahlrohrpfähle einen weiteren Vorteil im Spezialtiefbau ausspielen, da sie bei der Herstellung flexibler sind als beispielsweise Stahlbetonrammpfähle. Stahlbetonrammpfähle sind werkseitig vorgefertigte Pfähle. Sie müssen in der benötigten Anzahl zeitgerecht im Lager verfügbar sein, um Verzögerungen im Bauprojekt zu vermeiden. Beim Stahlrohrpfahl hingegen werden nur die hohlen Stahlrohre in einer bestimmten Länge und mit diversen Wandstärken und Durchmessern auf Lager gehalten. Die Länge der Stahlrohre kann flexibel an die jeweiligen Anforderungen des Bauvorhabens angepasst werden. Das ist für Stahlbetonrammpfähle nicht machbar. Daher ist es möglich, mit Stahlrohrpfählen Verzögerungen des Bauprojektes zu verhindern.
Im Vergleich mit einer Bohrpfahlgründung haben Stahlrohrpfähle einen weiteren Vorteil. Bei einer Bohrpfahlgründung werden die Pfähle mit Hilfe einer Bohrung hergestellt. Es entsteht ein Aushub, dessen Entsorgung erhebliche Kosten verursachen kann. Rammpfähle wie der Stahlrohrpfahl bewirken auf Grund ihres Verdrängungseffektes eine Erhöhung der Tragfähigkeit, was bei einer Bohrpfahlgründung in der Regel nicht der Fall ist. Für eine Bohrpfahlgründung sind deutlich größere Maschinen mit einer wesentlichen größeren Arbeitshöhe notwendig.
Nachteile von Stahlrohrpfählen
Stahlrohrpfähle sind Rammpfähle, die vor Ort betoniert werden. Sie können im Vergleich zu anderen Pfahlsystemen keine sehr hohen Lastbereiche abdecken. Falls demnach die Anforderungen an die Belastung sehr hoch sind, ist es notwendig ein alternatives Pfahlsystem einzusetzen.
Stahlbetonrammpfähle
Im Gegensatz zu Stahlrohrpfählen sind Stahlbetonrammpfähle Fertigteile. Es handelt sich um Pfähle aus Stahlbeton, die werkseitig vorfabriziert werden. Die Pfähle werden mit hydraulischen Hämmern in den Untergrund eingerammt. Stahlbetonrammpfähle ermöglichen es höhere Lasten abzutragen und weisen eine geringe Pfahlverformung auf. Die Maschinen für die Herstellung der Stahlbetonrammpfähle sind in der Regel wesentlich größer, höher und schwerer als es bei den Stahlrohrpfählen der Fall ist. Man verwendet Stahlbetonrammpfähle in folgenden Bereichen:
- Bauwerksgründungen, die auf extrem weichen und organischen Böden erfolgen
- Für die Gründung von Brückenbauwerken
- Für die Gründung von Offshore-Bauwerken, wie beispielsweise Windenergieanlagen
Fazit
Stahlrohrpfähle sind hervorragend für enge Baustellen geeignet. Sie sind schnell, einfach und flexibel in der Herstellung. Das große Durchmesserspektrum ermöglicht für fast jede Problemstellung eine Lösung zu finden. Die Pfähle zeichnen sich durch ein attraktives Preis-Leistungsverhältnis aus und sind ressourcenschonend bei guter Umweltverträglichkeit. Der Stahlrohrpfahl ist ein bewährtes und unverzichtbares System im Spezialtiefbau, das auch für enge örtliche Gegebenheiten oder in Gebäuden bestens geeignet ist.