Bauverfahren Prüfung FS2021

• Setzungsempfindlicher Baugrund
• Hohe Vertikallasten 
• Unregelmässiger Schichtverlauf 
• Ungleichmässige Lasteinleitung 
• Bauwerk im offenen Wasser 
• Hohe Horizontallasten 

• Verdrängungspfähle 
  • Rammpfähle (Einbringung dynamisch) 
    • Fertigrammpfähle
      • Stahlbeton 
      • Spannbeton
      • Stahl 
      • Gusseisen 
      • Holz 
  • Vollverdrängungsbohrpfähle (Schraubpfähle) (Einbringung statisch (Drehen/Drücken))
    • Fundexpfahl 
  • Verpresste Verdrängungspfähle 
    • Verpressmörtelpfahl 
    • Rüttelinjektionspfahl 
• Bohrpfähle 0.3m < D < 3.0m 
  • ungestützt (zylindrisch) 
  • verrohrt (rohreinbringung statisch oder dynamisch) (zylindrisch, mit Fuss- oder Schaftaufweitung, teleskopiert) 
  • suspensionsgestütz (zylindrisch) 
  • erdgestütz 
• Mikropfähle D<0.3m 
  • Ortbetonpfahl 
  • Verbundpfähle 
  • Fertigpfähle D<150mm 

• lokale Baugrund- und Platzverhältnisse 
• Eignung des Baugrunds für den Einsatz von Pfählungsmaschinen 
• vorhandene oder zu erwartende Hindernisse im Untergrund 
• Auswirkungen, die während der Pfahlherstellung auftreten können 
• Möglichkeiten zur Sicherung und zur Prüfung der Pfahlintegrität 
• Folgen von Art und Reihenfolge der Pfahlherstellung auf bereits ausgeführte Pfähle 
• massgebende Toleranzen 
• Wirkungen chemischer Stoffe im Baugrund auf die Pfähle 
• Transport und Montage der Pfähle 
• Einfluss auf benachbarte Bauwerke, Einrichtungen und Anlagen 

Rammpfähle sind eine Art der Verdrängungspfähle. Sie werden folgendermassen definiert; "Pfahl der durch Rammen oder Vibrieren unter Verdrängung des Bodens erstellt wird. Sie werden dynamisch eingebracht und können aus verschiedenen Materialien (Stahlbeton, Spannbeton, Stahl, Gusseisen, Holz) bestehen. 

Holzpfähle werden nur noch selten verwendet; wenn verwendet dann Tanne, Fichte, Kiefer, Nordamerikanische Nadelhälzer oder tropische Hölzer. 

Vortzeile von Holzpfählen: 

• Gute Rammfähigkeit 
• Hohe Elastizität 
• Relativ unempfindlich gegen aggressives Grundwasser 
• Leicht zu behandeln und abzuschneiden 
• Hohe Lebensdauer unter Wasser 
• Relativ preiwert 

Nachteile 

• Schnelle Zerstörung durch Fäulnis bei Luftzutritt 
• In hartem Boden nicht rammbar 
• Tragfähigkeit und Länge begrenzt 

Vorteile: 

• Herstellung in jeder erforderlichen Länge und Stärke 
• Verkürzungen/Verlängerungen sind möglich 
• Widerstandsfähig auch im Seewasser 
• Gute Verbindungsmöglichkeiten mit Bauwerk 
• Hohe innere Tragfähigkeit und Betonqualität 
• Qualitätskontrolle schon vor Einbau möglich
• Sofort nach Einbau belastbar 

Nachteile: 

• Schwer und unhandlich 
• Empfindlich gegen Biegung 
• Gefahr von Rissen beim Aufnehmen und beim Einbau 
• Schweres Rammgerät erforderlich 
• Starke Erschütterung und Lärmbelästigung 

Vorteile: 

• Hohe Materialfestigkeit und Elastizität 
• Grosse Auswahl an verschiedenen Profilen
• Unempfindlichkeit beim Transport 
• Verlängerung und Fussverstärkung durch Flügel möglich 
• Gute Rammeigenschaften 
• Gute Verbindungsmöglichkeiten 

Nachteile 

• Hohe Materialkosten 
• Korrosionsgefahr (besonders im Seewasser) 
• I-Profile können beim Rammen aus der Achse laufen bzw. sich verdrehen 
• Geringe Mantelreibung 
• Erschütterung und Lärmbelästigung beim Rammen 

Vollverdrängungspfähle werden oft auch als Schraubpfähle bezeichnet und gehören zu den Verdrängungspfählen. Vollverdrängungsbohrpfahl werden firmenspezifisch hergestellt und haben unterschiedliche Namen. Beispiele sind Atlaspfahle, Fundexpfahl, Omega-Pfahl, etc. 

Im Prinzip werden alle Vollverdrängungspfähle ähnlich erstellt, in einem ersten Schritt wird mit Anpressdruck der Schneidekopf eingebohrt. Nach erreichen der erforderlichen Bohrtiefe wird ein Bewehrungskorb ins gebohrte Loch eingesetzt. Dannach wird der Behälter und das Rohr mit Beton aufgefüllt und das Rohr herausgeschraubt oder herausgezogen, dann muss nur noch der Kopf für den Anschluss hergerichtet werden und der Pfahl ist fertig. 

Vorteile 

• Hohe Tragfähigkeit durch Verdrängunng und Verdichtung des umliegenden Boden 
• Hohe Mantelreibung durch rauen oder spiralförmigen Pfahlschaft 
• Keine Bodenförderung 
• Lärm- und erschütterungsfreie Herstellung 
• Pfahllängen problemlos an die angetroffen Baugrundverhältnisse anpassbar 

Nachteil 

• Hohes Drehmoment erforderlich 
• Probleme bei Bohrhindernissen (Kein Meisseln möglich) 
• Verlorene Spitze 
• Bodenverdrängung kann zu Hebungen führen 
•  

Bei den verpressten Verdrängungspfählen unterscheidet man zwischen Verpressmörtelpfahl (VM-Pfahl) und Rüttelinjektionspfahl (RI-Pfahl) 

Ein Verpressmörtelpfahl 

• Besteht aus Stahlrammpfahl, der unter gleichzeitiger Zugabe von Mörtel in Boden gerammt wird 
• Angeschweisster Pfahlfuss, der leicht grösseren Querschnitt als Pfahlschaft aufweist, lässt beim Einrammen Hohlraum zwischen Pfahlschaft und Boden entstehen 
• Hohlraum wird während Einbringen des Pfahls mit Zementmörtel verfüllt 
• Im Gegensatz zu Mikropfählen wird Zementmörtel hier nicht eingepresst, sondern nur mit hydrostatischem Druck eingebracht
• Verpressmörtelpfahl kommt überwiegend als Zugpfahl zum Einsatz 

• Im Gegensatz zu VM-Pfählen wird hier nur schmaler Spalt zwischen Boden und Pfahlschaft erzeugt 
  • Es wird kein grosses Bodenvolumen verdrängt und der Eindringwiderstand ist geringer 
• RI-Pfähle können im Rüttelverfahren (Vibrieren) eingebracht werden 
  • Geringere Lärmbelästigung als beim Rammen 
• Zementmörtel wird über Injektionsrohre eingepumpt 
• RI-Pfähle werden überwiegend als Zugpfähle eingesetzt 

1. Bohrpfahl 
   • Pfahl, der ohne Bodenverdrängung in ein vorgängig oder gleichzeitig erstelltes Bohrloch eingebaut wird 
2. Kleinbohrpfahl 
   • Bohrpfahl mit Durchmesser von 300-500mm 
3. Unverrohrter Bohrpfahl
   • Pfahl, der unverrohrt gebohrt wird 
4. Verrohrter Bohrpfahl 
   • Pfahl, der mit gleichzeitigem oder nachträglichem Vortrieb der Verrohrung erstellt wird 

1. Niederbringen der Verrohrung (hier mit Verrohrungsanlage) 
2. Lösen des Bodens mit 
   1. Greifbohrer 
   2. Drehbohrer 
3. Einbau des Bewehrungskorbes
4. Betoniervorgang 
5. Fertiger Pfahl 

Greiferbohren ist ein Trockenbohrverfahren; 

• Der Baugrund wird, je nachdem verwendeten Werkzeug, schneidend oder schlagend gelöst 
• Als Werkzeug hängt Bohrgreifer, Meissel oder Sonderwerkzeug an einem Seilbagger 
• Anwendung z.B. 
  • im Brunnenbau mit kleinen Bohrdurchmesser
  • bei der Herstellung von Ortbetonpfählen mit teils sehr grossem Durchmesser 
• Einsatzbereich:    kies-sandige Böden, gebrächer Fels 
• Bohrtiefe bis zu 50 m 
• Durchmesser:     600-3000 mm 

Beim Drehboren unterscheidet man zwischen Kellybohren und Endlosschneckenbohren: 

Kellybohren: 

• Zählt zu den gängisten Trockendrehbohrverfahren 
• für nahezu alle Boden- und Felsarten geeignet
• Fördern des Baugrunds erfolgt mit relativ kurzen Drehbohrwerkzeugen, wie Schnecken, Kernbohrrohren, Eimern und Sonderbohrwerkzeugen 
• Charasteristisch bei diesem Verfahren: Bohrgestänge, die sogenannte Kellystange. Diese ist teleskopierbar und ermöglicht somit sehr grosse Bohrtiefen 

Endlosschneckenbohren(=>siehe SOB-Pfähle) 

• zählt zu den Trockendrehbohrverfahren
• für Lockerungsbohrungen und zur Herstellung von Ortbetonpfählen 
• Lösen und Fördern Boden, bedingt auch Fels; erfolgt kontinuirlich mit durchgehender Schnecke, der Endlosschnecke 
• Stützung der Bohrlochwandung erfolgt über die mit Bohrgut gefüllten Schneckenwendel 

Sperren in Böden können immer auftreten, diese sind nicht immer mit herkömmlichen Bohrverfahren durchtrennbar, deshalb kommen sprengen, verdrängen, zerschlagen oder bohren in Frage.

Verfahren zum Betonieren unter Wasser oder in suspensionsgestützen Bohrungen, wobei der frische Beton durch einen Trichter und ein Trichterrohr, das in bereits geschütteten Beton hineinreicht, eingefüllt wird, sodass er nicht mit dem Wasser/der Stützflüssigkeit in Berührung kommt und dabei entmischt werden kann. Die Stützflüssigkeitnist dem Betonierfortschritt entsprechend abzupumpen.

• Erschütterungs- und lärmarme Herstellung 
• Beim Bohren erhält man Bild der durchfahrenen Bodenschichten 
• Pfahllänge gem. angetroffenem Baugrundprofil festlegbar 
• Herstellung ist auch bei begrenzten Platzverhältnissen (geringe Arbeitshöhe z.B. unter Brücken, in geschlossenen Räumen) mit einem Greifer machbar, aber kleine Leistung
• Herstellung bis in grosse Tiefen (max. Tiefe ca. 30m bei D=880mm) und mit grossen Durchmessern (max. Durchmesser ca. 2.5m) möglich 
• Bohrhindernisse z.B. mit Meisseln überwindbar
• Hohe Tragfähigkeit, Fussverbreiterung möglich 

• Qualität von Herstellungsverfahren und Mannschaft abhängig 
• Herstellung ist bei begrenzten Platzverhältnissen (geringe Arbeitshöhe) mit dem Greifer nur mit kleiner Leistung machbar 
• Mögliche Probleme/Gefahren: 
  • Unterwasserbetonieren (Kontraktorverfahren) insbesondere bei kleineren Querschnitten schwierig 
  • Vortreibrohr kann beim Hochziehen frische Betonsäule mitreissen, unterbrechen oder Bewehrung hochziehen 
  • Hydraulischer Grundbruch 
  • Beim Bohren ohne Verrohrung in nicht standfestem Boden ohne Betonitstützung: Gefahr des Ausbruchs der Bohrlochwand 
  • Schrägneigung begrenzt auf ca. 15°

Schnecken-Ortbeton-Pfahl: 

Der SOB-Pfahl entsteht in einem Guss, zuerst wird mittels Schneckenbohrer ein Loch geschaffen, danach wird durch den Hohlraum, innerhalb des Schneckenbohrers das Loch betoniert und zum Schluss mittels Bagger ein Bewehrungskorb, eingedrückt oder eingerüttelt. Bohren-Betonieren-Bewehren

• Grundsätzlich sind alle hindernisfreien, bindigen und nicht bindigen Böden mit weicher bis halbfester/fester Konsistenz bzw. lockerer bis dichter Lagerung für das SOB-Verfahren geeignet
• Hindernisse im Baugrund (Bauwerksreste; Blöcke) und kompakte Felsschichten können mit der ENdlosschnecke nicht durchbohrt werden. 
• Massive Unterschiede in der Konsistenz bzw. Lagerungsdichte einzelner Bodenschichten sind bei der Beurteilung der Eignung kritisch zu bewerten 
• Die SN EN 1536 schreibt vor, das bei instabilen Bodenschichten die Machbarkeit des Verfahrens durch Probepfähle oder örtliche Erfahrung nachzuweisen ist, heisst bei gewissen Böden müssen Versuche durchgeführt werden. 

Vorteile: 

• Hohe Leistung, kurze Bauzeit 
• Elektronische Qualitätsnachweise-gleichbleibende Qualität 
• Bohren mit Wasserauflast bzw. -überdruck entfällt 
• Reduzierte Bohrgutmenge wegen verdrängender Wirkung der durchgehenden Bohrschnecke 

Nachteile:

• Betonmehrverbrauch ca 20%
• Verfahren nur in bestimmten Böden anwendbar 
• Anfällig für Behinderungen und Störungen 
• Risiko: Bauablauf (Arbeitsplanien-Platzverhältnisse, Herstellreihenfolge) 
• Risiko: Betonlogistik 

1. Aufgelöste Bohrpfahlwand 
2. Tangentenbohrpfahlwand 
3. Überschnittene Bohrpfahlwand 

• Überschnittene Bohrpfahlwand: nahezu wasserdicht 
• Herstellung ohne grosse Lärmbelästigung und praktisch erschüttungsfrei möglich 
• Ausführung in nicht mehr oder nur schwer rammbaren Böden möglich 
• Verformungsarm und daher auch unmittelbar neben bestehender Verbauung anwendbar 
• Minimale Bodenbewegung hinter der Wand 
• Keine Begrenzung in der Tiefe 
• Durch Verrohrung Herstellung in unmittelbar neben stark belasteten Einzelfundamenten 
• Gleichgewichtszustand des Bodens wird kaum gestört, sodass es nicht zu Setzungen in der Umgebung des Bohrloches kommt 
• Aufnahme von Horizontallasten und hoher Vertikallasten 
• Geneigte Herstellung möglich 
• Anpassung an die vorhandenen Platzverhältnisse und Baugrenzen möglich 

• Wesentlich höher Kosten als Spund- und Rühlwand
• Nicht wiedergewinnbar
• Wirtschaftlich nur vertretbar, wenn die Bohrpfahlwand in das Bauwerk einbezogen wird 
• Viele Fugen sind Schwachstellen für den möglichen Wasserdurchtritt 

• Wände aus Beton oder Stahlbeton, die in flüssigkeitsgeschützten Erdschlitzen entweder im Kontraktorverfahren betoniert werden oder durch das Einhängen von Betonfertigteilen hergestellt werden. 
• Anwendungsgebiete 
  • Barretts (Gründungselemente) für Lastabtragung von Hochbaukonstruktionen 
  • Baugrubenumschliessung für tiefe, innerstädtische Baugruben - v.a. wenn eine wasserdichte Konstruktion, die erhöhtem horizontalem Erddruck ausgesetzt ist, erforderlich ist (z.B. durch bestehende Randbebauung) 

Schlitzwand aus unbewehrtem oder bewehrtem Ortbeton, die in einem im Baugrund ausgehobenen Schlitz hergestellt wird 

Wand aus Tonbeton, die in einem im Baugrund ausgehobenen Schlitz erstellt wird 

Wand aus Fertigteilen, die in einen im Baugrund ausgehobenen Schlitz, der eine selbst-erhärtende Suspension erhält, abgesenkt wird. 

Abschnitt der Schlitzwand, der als einzelne Einheit fungiert

Parallele Wände geringer Tiefe mit vorübergehender Funktion, die

-als Führung für das Aushubwerkzeug dienen, 

-Schlitzwandherstellung im oberen Teil des Schlitzes nahe der Arbeitsebene gegen Einsturz sichern und 

-den Einbau der Bewehrung erleichtern sowie diese abfangen