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64 lich stören, nicht überprüft werden. Bei der Herstellung der Bohrpfähle ist darauf zu achten, dass das Bohrrohr dem Bodenentnahmegerät mindestens einen Meter voreilt. Im nichtbindigen Boden ist bei Grundwasser im Bohrrohr mit Wasserüberdruck zu arbeiten, um einen Bodeneintrag durch hydraulischen Grundbruch an der Bohrlochsohle zu verhindern. Nach Erreichen der Endtiefe wird in das Bohrrohr der Bewehrungskorb eingesetzt. Anschließend wird der Pfahl von unten nach oben unter Einsatz eines Betonagerohres betoniert, um ein Entmischen des Betons zu verhindern (Abb. 2). Dabei wird das Wasser nach oben aus dem Pfahl verdrängt und das Bohrrohr sowie das Betonagerohr werden kontinuierlich gezogen. Abbildung 2 - Herstellungsablauf Bohrpfahl Trotz dieser Maßnahmen ist es bei einem Bauwerk offensichtlich zu einer Auflockerung bei feinsandigen Böden gekommen, was sich bei der statischen Probebelastung durch Versagen bei etwa der Hälfte der rechnerischen Tragfähigkeit zeigte. Die Tragfähigkeit wurde auf Vorschlag des Auftragnehmers in Abstimmung mit der BAW durch Verpressen mit Zementsuspension erreicht. Es wurde der Boden neben den Pfählen und unterhalb der Pfahlfüße verpresst. Der Erfolg wurde am Probepfahl durch statische und bei etwa der Hälfte der Bauwerkspfähle durch dynamische Probebelastungen überprüft. Pfähle mit Teil- und Vollverdrängung Bei dieser Art Pfähle wird das Bohrrohr am unteren Ende verschlossen (im Grundwasser wasserdicht). Das Bohrrohr wird vom Trägergerät durch Drehen und Pressen eingebracht. Anschließend wird der Bewehrungskorb eingesetzt und der Pfahl beim Ziehen des Rohres betoniert. Im Bereich des WNA Helmstedt sind bisher der VB-Pfahl und das System Fundex (Abb. 3) zum Einsatz gekommen. WSD Mitte 2004 Erfahrungen mit verschiedenen Pfahlgründungssystemen für Brückenwiderlager Abb. 3 - Herstellungsablauf System Fundex Beim VB-Pfahl wird beim Einbringen Boden verdrängt und zum Teil auch an der Außenseite des Bohrrohres durch eine Schnecke gefördert. Anhand des geförderten Bohrgutes lässt sich kaum eine Aussage über den durchbohrten Boden machen, da dieser zeitlich verzögert und stark durchmischt gefördert wird. Eher lässt sich anhand der Vortriebsgeschwindigkeit, der dafür erforderlichen Kräfte und der Menge des geförderten Bohrgutes eine Aussage zum angetroffenen Baugrund machen. Daher sollte die Bauüberwachung diese Kriterien bei den einzelnen Pfählen vergleichen. Beim System Fundex wird der Boden nahezu vollständig verdrängt. Während des Bohrvorgangs wird der hydraulische Druck des Gerätes aufgezeichnet. Dieser Druck stimmt qualitativ mit einer Spitzensondierung überein. Die aufgezeichneten Drücke können mit den üblicherweise im Baugrundgutachten verzeichneten Sondierungsergebnissen abgeglichen werden. So können während der Pfahlherstellung Abweichungen vom angenommenen Baugrund festgestellt werden. Bei beiden Verdrängungsbohrpfahlsystemen ist vor der Betonage zu überprüfen, ob das Bohrrohr innen trocken ist. Während der Betonage und des Ziehens des Bohrrohres ist sicherzustellen, dass die Betonsäule so ausreichend hoch ist, dass es nicht zu Einbrüchen von Bodenmaterial am unteren Ende des Rohres kommt. Durch die Bodenverdrängung erhöht sich bei diesen Systemen die Tragfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Bohrpfählen gleicher Abmessung. Ortbetonrammpfähle Ortbetonrammpfähle vom Typ Franki sind bei mehreren Brücken von den Auftragnehmern als Nebenangebot für die ausgeschriebeneBohrpfahlgründung eingereicht und beauftragt worden. Bei diesem Verfahren wird das Vortreibrohr mit einem wasserdichten Kies- oder Magerbetonpfropfen verschlossen und durch eine Innenrohrrammung eingeschlagen. Durch das Ausrammen des Pfropfens besteht die Möglichkeit, eine Fußaufweitung herzustellen. Darüber hinaus kann durch das Ausrammen von zusätzlichem Kies oder Beton der Boden verbessert werden. Die Tragfähigkeit bestimmt sich nach der sogenannten „Hamburger Zulassung“, die durch zahlreiche Probebelastungen belegt wurde. Ein Rammgerät bei der Herstellung eines Frankipfahles ist in Abbildung 4 zu sehen.
Während der Herstellung wird die Fallhöhe des Schlaggewichts sowie die Schlagzahl festgehalten. Hierdurch sind ähnliche Interpretationsmöglichkeiten wie bei einer Rammsondierung gegeben. Aus der Einbringenergie auf den letzten zwei beziehungsweise drei Metern lässt sich die Tragfähigkeit ableiten. Bei diesem Verfahren ist bei der Überwachung besonders auf das Gewicht des Freifallbären, dessen Fallhöhe und die Schlagzahl bezüglich der Eindringtiefe zu achten. Diese Eckdaten müssen immer mindestens den Vorgaben aus der Statik entsprechen. Ein großer Vorteil der Frankipfähle besteht darin, dass der Baugrund im Pfahlfußbereich durch eine Kiesvorrammung während der Pfahlherstellung verbessert werden kann. Hierbei wird durch das Vortreibrohr Kies ausgestampft, während das Rohr ca. 2 m gezogen wird. Danach wird das Rohr erneut auf Solltiefe geschlagen. Die Tragfähigkeit jedes einzelnen Pfahles wird anhand der Rammprotokolle nachgewiesen. Für die Betonage und das Ziehen des Vortreibrohres gilt das bei den Teil- und Vollverdrängungspfählen gesagte identisch. Bei der Herstellung eines Pfahlrostes kann es dazu kommen, dass die letzten Pfähle aufgrund der Vorverdichtung durch die schon eingebrachten Pfähle so hohe Schlagzahlen aufweisen, dass die Endtiefe nicht ganz erreicht wird. Da beim Herstellen des Frankipfahls erhebliche Erschütterungen entstehen, ist er innerorts und im Bereich von bestehenden Leitungen und Bauwerken nicht immer geeignet. Stahlbetonfertigrammpfähle An zwei Brücken wurden Stahlbetonfertigrammpfähle vom Typ Centrum-Pfahl mit den Abmessungen 40x40 cm eingebaut. Die Tragfähigkeit der Pfähle wird durch die eingetragene Rammenergie - ähnlich wie beim Frankipfahl - unmittelbar kontrolliert. Außerdem wurde die Tragfähigkeit an jedem Bauwerk durch statische Probebelastungen überprüft. An dem ersten Bauwerk wurde bei der statischen Probebelastung nur die 1,75-fache und nicht die 2-fache Gebrauchslast nachgewiesen, die die DIN 1054: 1976-11 bei nur einer Probebelastung als Sicherheit fordert. Daher wurde an einem weiteren Pfahl eine dynamische Probebelastung durchgeführt, die an dem statisch beprobten Pfahl geeicht wurde, indem dieser zusätzlich dynamisch geprüft wurde. Damit wurde die bei zwei Probebelastungen erforderliche 1,75-fache Sicherheit nachgewiesen. Da die Pfähle in bindigen Baugrund einbinden, ist mit einem Anwachsen der Tragfähigkeit über die Standzeit zu rechnen. Während der Herstellung der Gründung des anderen Bauwerks wurde festgestellt, dass auf der MLK-Südseite eine ausreichend tragfähige Schicht gemäß Baugrundgutachten bei einer Tiefe von ca. 8 m unter Geländeoberkante nicht angetroffen wurde. Eine sofort veranlasste Drucksondierung bestätigte das Fehlen der Schicht. Zusätzlich wurden Erfahrungen mit verschiedenen Pfahlgründungssystemen für Brückenwiderlager Abb. 4 – Herstellung eines Pfahles System Franki vom Auftragnehmer dynamische Probebelastungen durchgeführt, die die nicht ausreichende Tragfähigkeit bestätigten. Die erhebliche Abweichung zwischen dem Baugrundgutachten und dem vorgefundenen Baugrund lässt sich dadurch erklären, dass die Baugrunderkundung wegen Unzugänglichkeit des Geländes ca. 50 m entfernt durchgeführt worden war. In Abstimmung mit der BAW wurde auf der Südseite die Pfahlgründung gemäß Vorschlag des Auftragnehmers auf der Grundlage der Drucksondierung mit 20 m langen Pfählen ausgeführt. Dafür mussten neue Pfähle mit Pfahlkupplung hergestellt werden, weil keine andere Verlängerungsmöglichkeit bestand. Bei der statischen Probebelastung auf der Südseite wurde die doppelte Gebrauchslast bei 2 mm bleibender Setzung sicher erreicht. Auf der Nordseite wurde die Gründungsebene beibehalten und die Tragfähigkeit anhand einer statischen Probebelastung bei 10 mm bleibender Setzung erfolgreich nachgewiesen. Bei der Beauftragung der Nebenangebote für die Stahlbetonrammpfahlgründung war eine Integritätsprüfung der Pfähle verlangt worden, weil die Belastung der Pfähle durch das Einrammen in den Baugrund höher ist als während der Nutzungsdauer. Bei der Integritätsprüfung wird die Reflexion eines Signals, z. B. eines Hammerschlages, an Grenzschichten im Pfahl gemessen. Dabei wurden keine Unregelmäßigkeiten festgestellt. Bei den verlängerten Pfählen konnte diese Aussage nur bis zur Pfahlkupplung gemacht werden. Integritätsprüfungen sind an jedem Pfahltyp möglich. Zusammenfassung Bei allen Pfahlsystemen ist darauf zu achten, dass sie für unterschiedliche Bodenarten gut, weniger gut oder zum Teil auch gar nicht geeignet sind. So können z. B. Verdrängungsbohr- und Rammpfähle in bindigem Boden nur schwer eingebracht werden. Es hat sich bewährt, sich vor Beginn der Arbeiten über die genaue Art der Dokumentation (Beispielprotokoll) mit dem verantwortlichen Bauleiter zu verständigen. Eine entsprechende Auflistung zum Inhalt der Dokumentation liegt als Anhang der Herstellungsnormen vor. Sollten noch nicht bekannte Pfahlsysteme zum Einsatz vorgeschlagen werden, ist es zweckmäßig, sich für die Wertung der Angebote und für die anschließende Bauüberwachung bei der BAW zu informieren. Sollte es Probleme oder Streitigkeiten bei der Ausführung geben, besteht hier nach vorheriger Absprache die Möglichkeit, einen Sachverständigen der BAW hinzuzuziehen. Durch Probebelastungen kann die Tragsicherheit der Gründung nachgewiesen und das Pfahlsystem optimiert werden. WSD Mitte 2004 65
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