Verpresspfähle
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Verpresspfähle
Verpresspfähle - Geotechnik - Zulassungsnummer: Z - 32.1 - 6 Geltungsdauer: 10.04.2020 Stabverpresspfahl mit Traggliedern aus Betonstabstahl mit gerippter Oberfläche (BSt 500 S) Durchmesser: 28 mm, 32 mm, 40 mm, 50 mm Verbundpfahl Gewindestahl B500B und S555/700 Nenn-Ø Streckgrenze/ Zugfestigkeit Querschnittsfläche Last an der Streckgrenze Bruchlast Gewicht Gewicht DKS mm N/mm² mm² kN kN kg/m kg/m 16* 500 / 550 201 100 110 1,58 5,00 20* 500 / 550 314 160 175 2,47 5,90 25* 500 / 550 491 245 270 3,85 7,00 28 500 / 550 616 310 340 4,83 8,60 32 500 / 550 804 405 440 6,31 9,50 40 500 / 550 1257 630 690 9,87 13,60 50 500 / 550 1963 980 1080 15,40 21,00 57,5* 555 / 700 2597 1441 1818 20,38 30,00 63,5* 555 / 700 3167 1760 2215 24,86 32,40 75* 500 / 550 4418 2209 2430 34,68 45,50 E-Modul: 205 000 N/mm² * nicht Bestandteil dieser Zulassung 2 Tabelle 1 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle Der SPANTEC-Verbundpfahl die optimale Lösung im Gründungsbereich Die Vorteile des SPANTEC-Verbundpfahls liegen in der Kombination von kleinen Querschnitten bei gleichzeitig hohen Tragfähigkeiten. Die Verbundpfähle zeichnen sich dabei durch ihren einfachen Aufbau aus. Kernstück jedes Pfahls ist ein Stahltragglied aus BSt 500 S mit einem beidseitig warm aufgewalzten, durchgehenden Grobgewinde. Wird dieser Stahl in einem Bohrloch mittels Zement-Verpressmörtel umschlossen, so spricht man von einem einfachen oder Standardkorrosionsschutz. Die Vorteile im Einzelnen lassen sich wie folgt zusammenfassen: • Es lassen sich durch den SPANTEC-Verbundpfahl sowohl Druck- als auch Zuglasten übertragen, aber auch für die Abtragung von Wechsellasten ist er geeignet. • Charakteristisch für diese Art der Verbundpfähle ist ein sehr gutes Verformungsvermögen (Duktilität) bei gleichzeitig hoher Festigkeit. • Das aufgewalzte Grobgewinde gewährleistet einen sehr guten Verbund zwischen dem eingesetzten Stahlglied und dem Verpressmörtel. • Darüber hinaus gewährleistet das durchgehende Gewinde, dass an jeder Stelle des Stahls individuell Verankerungen gesetzt, die Stäbe getrennt und mittels leicht zu montierender Muffenverbindung wieder weitergeführt werden können. Die Verbindungs- und Verankerungsteile garantieren hierbei eine nahtlose Kraftübertragung. • Durch die relativ kleinen Stahldurchmesser der Verbundpfähle ergeben sich geringe Bohrlochdurchmesser und erlauben kostengünstige Bohrverfahren. Darüber hinaus ergeben sich aus der höheren Elastizität der Verbundpfähle gegenüber herkömmlichen Bohrpfählen weitere Vorteile. • Das Grobgewinde der Stähle erlaubt den Einsatz der Pfähle auch unter widrigen Baustellenbedingungen, bleibt schraubbar und vereinfacht die Montage. • Durch den einfachen Aufbau der Pfähle ist es möglich, den Stahl zentrisch gelagert mit einem Kunststoffripprohr zu überziehen, welches werksseitig mit dem Zementmörtel vorinjiziert wird. Dadurch entsteht ein qualitativ hochwertiger doppelter Korrosionsschutz, der den dauerhaften Einsatz der Pfähle auch unter ungünstigen Bodenverhältnissen (Deponien u. ä.) realisierbar macht. • SPANTEC-Verbundpfähle sind sowohl für den temporären (< 2 Jahre) als auch für den dauerhaften Einsatz (> 2 Jahre) zugelassen. • Durch die Kombination mehrerer Stähle zu einem Mehrstabpfahl lassen sich höhere Tragfähigkeiten erzielen. SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 3 Aus den vorgenannten Vorteilen resultieren die folgenden typischen Anwendungen: • Einsatz als klassische Auftriebssicherung für Bodenplatten • Einsatz zur Sicherung von Stützmauern und Baugrubenwänden (Spund- und Bohrpfahlwände, Berliner Verbauten usw.) • Gut geeignet zur Böschungssicherung oder Verdübelung im Gebirge wegen seines guten Verformungsverhaltens und der hohen Scherfestigkeit • Aufgrund der Teilbarkeit und Koppelbarkeit der Pfähle geeignet zur Fundamentsicherung auch unter bzw. in bestehenden Bauwerken (Brücken bzw. Keller) bzw. unter räumlich stark beengten Baustellenverhältnissen • Durch das Aufnahmevermögen der unterschiedlichen Kraftkomponenten aus Zug-, Druck- oder Wechsellast ist der SPANTEC-Verbundpfahl ein geeignetes Verankerungselement für Regenrückhalte- bzw. Klärbecken, von Talsperren, Kaianlagen, zur Verankerung von Masten, Schornsteinen oder Windkraftürmen • Als Bewehrung von HDI-Körpern • Zur Gründungssanierung setzungsgefährdeter und setzungsgeschädigter Bauwerke Bild 1 Pfahlplanung und Pfahlprüfung Durch entsprechende Probebelastungen ist es möglich, die Vorgaben für die Mantelreibung im Bereich der Krafteintragungslänge und das auftretende Setzungsverhalten zu überprüfen. Druckpfähle MN/m² Zugpfähle MN/m² Mittel- und Grobkies 0,20 0,10 Sand und Kiessand 0,15 0,08 Bindiger Boden 0,10 0,05 Bodenart Die Tragfähigkeit von Kleinbohrverpresspfählen hängt sehr stark von der Zusammensetzung und den Eigenschaften des Baugrundes ab. Deshalb ist für eine sichere und wirtschaftliche Planung eine Baugrunderkundung notwendig. In der DIN 4128 werden zur Vorbemessung Anhaltswerte für die Mantelreibung angegeben. Tabelle 2 Darüber hinaus erfolgt eine Betrachtung der chemischen Zusammensetzung des Bodens und des damit verbundenen zu erwartenden Angriffs der Pfähle. Bei einem Einsatz der Pfähle von über zwei Jahren ist in der Regel vom Einsatz des doppelten Korrosionsschutzes auszugehen. Dieser dauerhafte Korrosionsschutz kann dabei auf zwei verschiedene Arten realisiert werden: 1. Ausbildung eines äußerst haltbaren sogenannten doppelten Korrosionsschutzes. Das heißt, das zentrisch gelagerte Stahltragglied wird mit einem Kunststoffripprohr überzogen und der Zwischenraum zwischen dem Stahl und dem Ripprohr wird werksseitig mit Zementsuspension vorinjiziert. In dieser Art der Ausbildung können die Pfähle uneingeschränkt entsprechend den zulässigen Pfahllasten ausgenutzt werden. 2. Durch eine Reduzierung der Stahlspannung und der damit einhergehenden Einhaltung der Rissweiten beschränkung gemäß DIN 1045 ergibt sich ebenfalls ein Korrosionsschutz, der einen dauerhaften Einsatz der Pfähle ermöglicht. Allerdings führt diese vereinfachte Form der Pfahlausbildung zu einer erheblichen Herabsetzung der zulässigen Pfahllasten (vgl. Tabelle 3). 4 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle Grundsätzliche Vorgehensweise für die Planung von Verpresspfählen • • • • • • • • • • Begutachtung der bestehenden Bebauung Umfassende Baugrunduntersuchung Bestimmung der zu erwartenden Lastfälle Ermittlung der auftretenden Pfahllasten Bestimmung des entsprechenden Pfahltragglieds inklusive der Betrachtung des notwendigen Korrosions schutzes Festlegung der entsprechenden Kopfausbildung Ermittlung der notwendigen Einbindelänge in den Konstruktionsbereich Bemessung der erforderlichen Pfahllänge anhand der Vorgaben der Statik bzw. des Bodengutachtens Festlegung der Mantelreibung und Überprüfung der Krafteintragungslänge (äußere Tragfähigkeit) und Nachweis der Übertragungslängen (innere Tragfähigkeit) evtl. Überprüfung der Annahmen durch eine Probebelastung Die Herstellung eines SPANTEC-Verbundpfahles SPANTEC-Verbundpfähle im Boden können mittels verrohrter oder unverrohrter Bohrverfahren hergestellt werden. So kann aufgrund der relativ kleinen Pfahldurchmesser eine wirtschaftliche, geräuscharme und erschütterungsfreie Abteufung der Bohrungen erfolgen, bei der auch härtere Gesteinsschichten bewältigt werden können. Diese Bohrungen können dabei von der Horizontalen bis zur Vertikalen beliebig geneigt hergestellt werden. Die dabei verwendeten steifen Verrohrungen ermöglichen einen einfachen Einbau der Pfähle und können gleichzeitig zur Verpressung des Pfahls dienen. Durch den Einsatz von leicht am Pfahl zu montierenden Nachverpressleitungen mit Verpressventilen lässt sich die Tragfähigkeit gerade in bindigen Böden erhöhen. Das SPANTEC-Nachverpresssystem ermöglicht sowohl das einmalige als auch das mehrmalige Nachverpressen. Pfahlprüfung durch Probebelastungen Pfahlprüfungen bei Großbohrpfählen sind in der Regel mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Der SPANTEC-Verpresspfahl ist hier im Gegensatz zu anderen Pfahltypen wirtschaftlicher, denn die erforderlichen Prüflasten sind relativ klein. Bei der Prüfung auf Druck können benachbarte Pfähle als Reaktionspfähle herangezogen werden. Bei der Prüfung auf Zug kann die Kraft direkt auf den anstehenden Boden übertragen werden, sofern gewährleistet ist, dass sich die Reaktionskräfte nicht auf die Mantelreibung des zu prüfenden Pfahles auswirken. Die Verschiebungen des Pfahlkopfes werden gegen eine Messtraverse gemessen, die außerhalb des Einflussbereiches der Prüfbelastung aufgelagert ist. Bei Zugpfählen wirkt die Säule aus Zementstein nicht wie bei Druckpfählen mit. Bild 2: Pfahl - Druckversuch SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle Bild 3: Pfahl - Zugversuch 5 Einsatzdauer Lastfall 1 - 3 nach DIN 1054 Druck Pfahl Zug Druck Zug < 2 Jahre mit Standard Korrosionsschutz 1 2 und 3 1 bis 3 - 1 bis 3 1 bis 3 - > 2 Jahre mit Standard Korrosionsschutz 1 2 und 3 2 und 3 1 1 bis 3 2 und 3 1 </> 2 Jahre mit doppeltem Korrosionsschutz 1 2 und 3 1 bis 3 - 1 bis 3 1 bis 3 - Stahlkennwerte Mehrstab-Pfahl Lastfall 1 - 3 nach DIN 1054:2005-01 Bemessungswert der Normalkrafttragfähigkeit des Stahltraggliedes Nutzlast Ø [mm] A [mm²] Fy,k [kN] FS/1,71 [kN] FS/1,50 [kN] FS/1,75 [kN] FS/3,03 [kN] Npl,Rd1 [kN] Npl,Rd1 [kN] Npl,Rd2 [kN] 28 616 310 181 207 177 102 270 270 143 32 804 402 235 268 230 133 350 350 185 40 1257 628 367 419 359 207 546 546 289 50 1963 982 574 654 561 324 854 854 453 63,5 3167 1758 1028 1172 1004 523 1529 1529 810 3 x 32 2412 1206 705 804 690 399 1049 1049 556 1 x 40 + 1 x 50 3220 1610 942 1073 920 531 1400 1400 742 3 x 40 3770 1885 1102 1257 1077 622 1639 1639 869 2 x 50 3927 1963 1148 1309 1122 648 1707 1707 905 2 x 40 + 1 x 50 4477 2238 1309 1492 1279 739 1946 1946 1031 1 x 40 + 2 x 50 5184 2592 1516 1728 1481 855 2254 2254 1194 3 x 50 5890 2945 1722 1963 1683 972 2561 2561 1357 Npl,Rd1 = A x fy/YR = A x fy/1,15 Npl,Rd2 = A x fy/YR = A x fy/2,17 Tabelle 3 Äußere Tragfähigkeit Nach Beurteilung der anstehenden Bodenschichten können die Mantelreibungswerte zwischen den Verpresskörpern und den umgebenden Böden festgelegt werden. Die erforderlichen Krafteintragungslängen im tragfähigen Untergrund entsprechen denen für Verpressanker, sofern die übliche Verpresstechnik bei der Pfahlherstellung verwendet wird und können Bild 4 / Bild 5 oder der Literatur entnommen werden. Durch Pfahlprüfungen müssen diese Werte bestätigt werden. Die Grenzmantelreibungen ohne Nachweis laut DIN 4128 sind in Tabelle 2 enthalten. Eine 2fache Sicherheit gegen Gebrauchslast nach Lastfall I ist dabei zu berücksichtigen. Bild 4: Erfahrungswerte für die erforderlichen Verankerungslängen in bindigen Böden mit Nachverpressung (nach Ostermayer) 6 Bild 5: Erfahrungswerte für die erforderlichen Verankerungslängen in nichtbindigen Böden (nach Ostermayer) SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle Übersicht der Verankerungsvarianten Haftverankerung Ø 20* Pfahlhalsverstärkung Zusatzbewehrung Verankerungsteile (Kraftübertragung erfolgt über Verbund) Verankerungslänge lv mm Zug- oder Druckpfahl n St Wechsellastpfahl n St Stabdurchmesser Ø mm Mindestinnendurchmesser Ø 25* Ø 28 gem. DIN 1045 Ø 32 Ø 40 Ø 50 1270 1760 2480 gem. Zulassung Z-1.1 - IV S gem. DIN 1045 mm 41 41 41 46 55 66 Einbindelänge in das Bauwerk t1 mm 150 150 150 150 200 200 Einbindelänge in den Pfahl t2 600 600 600 600 600 600 mm * nicht Bestandteil dieser Zulassung Tabelle 4 a a Ø Ø n n lv c lv t1 c t1 t2 dauerhaft temporär Bild 6 Plattenverankerung Pfahlhalsverstärkung Zusatzbewehrung Verankerungsteile (Kraftübertragung erfolgt über die Pfahlplatte) Ø 20* Ø 25* Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Verankerungslänge (Zug) L1 mm 195 195 195 195 255 275 “ (Druck u. Wechsellast) L1 mm 205 210 215 225 290 315 Ankermutter mm SW36 x 45 SW41 x 50 SW46 x 55 SW55 x 60 SW65 x 70 SW80 x 90 Kontermutter mm SW32 x 20 SW41 x 20 SW41 x 25 SW50 x 30 SW60 x 35 SW80 x 50 Plattenabmessung a/b/c mm 120x120x20 120x120x20 120x120x20 120x120x30 150x150x40 190x190x45 Zug- oder Druckpfahl n St 3 4 4 3 3 5 Wechsellastpfahl n St 6 8 8 6 6 10 Stabdurchmesser Ø mm 6 6 6 8 10 10 Wendeldurchmesser a mm 100 120 140 190 230 285 Beginn Wendel b mm 20 15 10 20 25 25 Ganghöher Wendel c mm 30 40 40 40 45 45 mm 41 41 41 46 55 66 Einbindelänge in das Bauwerk t1 mm 150 150 150 150 200 200 Einbindelänge in den Pfahl t2 600 600 600 600 600 600 Mindestinnendurchmesser mm * nicht Bestandteil dieser Zulassung Tabelle 5 a Ø L1 b b c c n c c t1 Zug Druck Wechsellast t2 Bild 7 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 7 Endverankerung Pfahlhalsverstärkung Zusatzbewehrung Verankerungsteile (Kraftübertragung erfolgt kombiniert über Ankerstück sowie über Verbund) Verankerungslänge L1 Ankerstück Kontermutter Ø 20* Ø 25* mm Ø 28 Ø 32 gem. DIN 1045 Ø 40 Ø 50 700 990 mm SW36 x 40 SW41 x 45 SW41 x 50 SW50 x 60 SW65 x 70 SW80 x 85 mm SW32 x 20 SW41 x 20 SW41 x 25 SW50 x 30 SW60 x 35 SW80 x 50 a/b/c mm SW36 x 45 SW41 x 50 SW46 x 55 SW55 x 60 SW65 x 70 SW80 x 90 Zug- oder Druckpfahl n St 3 4 4 3 3 5 Wechsellastpfahl n St 6 8 8 6 6 10 Stabdurchmesser Ø mm 6 6 6 8 10 10 Wendeldurchmesser a mm 100 120 140 155 220 250 Beginn Wendel b mm 20 15 10 20 25 25 Ganghöher Wendel c mm 30 40 40 40 45 45 mm 41 41 41 46 55 66 Einbindelänge in das Bauwerk t1 mm 150 150 150 150 200 200 Einbindelänge in den Pfahl t2 600 600 600 600 600 600 Ankermutter Mindestinnendurchmesser mm * nicht Bestandteil dieser Zulassung Tabelle 6 a Ø b b L1 c c n c c t1 Zug 8 Druck Druck Zug Wechsellast t2 Bild 8 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle Verankerung Pfahlkopf für Spundwandauflagerung Ø 32, Ø 40, Ø 50 Korrosionsschutzmasse Ankermutter Dichtung Schraube Stahl Korrosionsschutzmittel Spundwand Haube Haubendichtung Wellrohr (alt. Glattrohr) Ankerplatte mit Rohrstutzen Grundplatte mit Neigungsausgleich Bild 9 Kopftabelle Spundwandauflagerung Ø 32 Ø 40 Ø 50 Ankerplatte Länge x Breite Ø 32 Ø 40 Ø 50 Haube 150 x 150 mm 160 x 160 mm 200 x 200 mm Haubendurchmesser 101,6 mm 101,6 mm 140 mm Dicke 30 mm 40 mm 45 mm Haubenhöhe (standard) 200 mm 200 mm 200 mm Rohrstutzendurchmesser 70 mm 76,1 mm 101,6 mm Flanschdurchmesser 148 mm 148 mm 185 mm 300 mm 300 mm 300 mm Rohrstutzenlänge Tabelle 7 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 9 Übersicht der Stoßvarianten Zug - Muffenstoß Ø 20* Ø 25* Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 mm 36 x 105 40 x 115 45 x 125 52 x 140 65 x 160 80 x 200 mm SW32 x 20 SW41 x 20 SW41 x 25 SW50 x 30 SW60 x 35 SW80 x 50 Teile Muffenstoß temporär Zugmuffe (rund) ØxL Kontermutter dauerhaft Zugmuffe (rund) ØxL mm Schrumpfschlauch 36 x 105 40 x 115 45 x 125 52 x 140 65 x 160 80 x 200 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 90/36 SATM 90/36 Tabelle 8 * nicht Bestandteil dieser Zulassung dauerhaft temporär Schrumpfschlauch Gewindemuffe Kontermutter Bild 10 Teile Muffenstoß Druck - Muffenstoß (Kontaktstoß) Ø 20* Ø 25* Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 temporär Kontaktmuffe** ØxL mm 32 x 70 36 x 80 40 x 85 45 x 90 52 x 120 65 x 160 ØxL mm 32 x 70 36 x 80 40 x 85 45 x 90 52 x 120 65 x 160 SATM70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 90/36 dauerhaft Kontaktmuffe** Schrumpfschlauch Tabelle 9 * nicht Bestandteil dieser Zulassung ** kann auch durch die Zugmuffe ersetzt werden temporär dauerhaft Kontaktmuffe Schrumpfschlauch Bild 11 10 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle Muffenstoß mit Wechsellast Ø 20* Ø 25* Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 mm 36 x 105 40 x 115 45 x 125 52 x 140 65 x 160 80 x 200 mm SW32 x 40 SW41 x 40 SW41 x 45 SW50 x 50 SW60 x 65 SW80 x 80 mm 36 x 105 40 x 115 45 x 125 52 x 140 65 x 160 80 x 200 mm SW32 x 40 SW41 x 40 SW41 x 45 SW50 x 50 SW60 x 65 SW80 x 80 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 70/26 SATM 90/36 SATM 115/30 Teile Muffenstoß temporär Zugmuffe (rund) ØxL Kontermutter lang** dauerhaft Zugmuffe (rund) Kontermutter lang** ØxL Schrumpfschlauch Tabelle 10 * nicht Bestandteil dieser Zulassung ** kann auch durch die Ankermutter ersetzt werden dauerhaft temporär Schrumpfschlauch Gewindemuffe Kontermutter lang Bild 12 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle 11 Mindestabstand Versetzte Verankerung Unversetzte Verankerung >=A R A >=A 1,5 x A R Bild 13 Bei Verdoppelung des Achs- bzw. Randabstandes kann die Zusatzbewehrung entfallen. Abstände der Verankerungen untereinander dürfen in einer Richtung bis zu 15 % verkleinert werden, die Abstände in der anderen, senkrechten Richtung sind um den gleichen Prozentsatz zu vergrößern. Ø 20 Ø 25 Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Achsabstand A mm 130 145 165 180 250 270 Randabstand R mm 85 90 100 110 145 155 Tabelle 11 Kontermomente für Endverankerungen und Muffenstöße Kontermomente kNm Stabdurchmesser Ø 16* Ø 20* Ø 25* Ø 28 Ø 32 Ø 40 Ø 50 Ø 63,5* 0,30 0,40 0,70 0,95 1,60 2,90 8,00 8,00 0,30 0,40 0,70 0,95 1,60 2,90 8,00 12,00 0,20 0,20 0,20 0,95 1,60 2,90 Verankerungen mit - Ankermutter Standard - Ankermutter dynamisch - Ankermutter mit Bund - Ankerstück - Anschweißmuffe Muffenverbindungen mit - Gewindemuffe Standard - Gewindemuffe lang - Spannmuffe + Wechselstück Kontaktmuffe Reduziermuffe Standard 0,20 0,30 0,40 0,70 * nicht Bestandteil dieser Zulassung 12 SPANTEC Spann- & Ankertechnik GmbH - Verpresspfähle www.spantec-gmbh.de [email protected] Büro Pirna Dr.-Otto-Nuschke-Straße 8 01796 Pirna-Sonnenstein Tel.: +49 151 55130874 Fax: +49 8252 97-3420 05/2015 Büro Oldenburg Osterstraße 16 26123 Oldenburg Tel.: +49 441 40827393 Fax: +49 8252 97-3420 905.667.1 Zentrale & Produktionswerk In der Scherau 1 86529 Edelshausen Tel.: +49 8252 97-3400 Fax: +49 8252 97-3420