5.1. Pfähle

Einführung

Damit die Gebäudelasten besser und gleichmässiger auf den Untergrund übertragen werden, finden oft Fundamentplatten Anwendung. Trotzdem genügt diese Fundationsweise bei grossen Fundamentlasten in schwierigen Böden nicht immer. Wo der Baugrund zu stark zusammengepresst würde und damit  übermässige Setzungen entstünden, bieten Pfahlfundationen oft die günstigste Lösung.

Die Pfahlgründung ist die älteste Form der Tiefengründung. Die wirtschaftliche Herstellungsweise und die Anpassungsfähigkeit an die verschiedenen Verhältnisse und Anforderungen bilden ihre wesentlichen Vorzüge. Den eigentlichen Durchbruch erlebte sie in der Schweiz vor ungefähr 30 Jahren und dies aus folgenden Gründen:

• Durch Grossbauten wurden die Bauwerkslasten, welche auf den Baugrund zu übertragen waren, immer grösser.

• Infolge hoher Baulandpreise wurden auch problematische Böden überbaut.

• Wirtschaftliche Überlegungen zwangen die Konstrukteure und Unternehmer zu neuen Lösungen.

Diese Entwicklung führte Mitte der Siebzigerjahre zur Schaffung der SIA Norm 192 über "Pfahlfundationen". Der Begriff "Pfahl" kann, abgesehen vom Baustoff, aufgrund der folgenden drei wesentlichen Unterscheidungsmerkmale näher definiert werden:

 Art und Ort der Herstellung des Pfahles

"Fertigpfahl"

Pfahl, der vor dem Einbringen in den Boden fertig erstellt ist (z.B. aus Holz, Stahl, Stahlbeton, Spannbeton)

"Ortsbetonpfahl"

Die Herstellung geschieht im Boden, am Ort seiner endgültigen Funktion, durch Schaffung eines Loches, in das der Beton eingebracht wird.

Art und Weise des Einbringens in den Boden

"Rammpfahl"

Pfahl, der durch Rammen, Vibrieren oder durch statischen Druck (Presspfahl) in den Baugrund eingebracht wird und dabei den Boden verdrängt.

"Bohrpfahl"

Ortsbetonpfahl, bei dem das Pfahlloch durch Entfernen des Bodenmaterials entsteht (z.B. mittels Bohren, Spülen).

Art der Kraftübertragung

Die Last wird direkt auf eine tragfähige Schicht übertragen. 

Die Last wird durch Reibung zwischen Pfahlmantel und Boden übertragen.

Vorbereitung der Baugrube

Die schweren Ramm- und Pfählungsmaschinen benötigen immer ein tragfähiges Planum, weil sie sonst im aufgeweichten Baugrund einsinken würden. Es empfiehlt sich deshalb, mit dem Aushub 30 cm tiefer zu bleiben und 30 cm Wandkies oder Schotter auf eine Vliesmatte aufzubringen. Fertigpfähle werden manchmal ab der Grasnarbe gerammt. Die Rampe in die Baugrube soll nicht mehr als ca. 12 % Steigung aufweisen. Die Anschlüsse für Wasser und Elektrisch sind ebenfalls frühzeitig abzuklären.

Bohrpfähle, Ortsbeton-Rammpfähle und Injektionsrammpfähle, Spezialpfähle

Bohrwerkzeuge

Kreuzmeissel                              

Kiespumpe

Ortbetonpfähle

Ortbetonpfähle werden erst in ihrer endgültigen Lage im Boden betoniert. Der dazu erforderliche Hohlraum kann verrohrt oder unverrohrt erstellt werden. In der Regel wird als Verrohrung ein Mantelrohr entweder durch Rammen oder Bohren in den Boden gebracht.

Ortbetonpfähle haben gegenüber Fertigpfählen den grossen Vorteil, dass ihre Länge den Gegebenheiten des Baugrundes angepasst werden kann.

Für armierte Ortbetonpfähle ist mindestens ein CEM 300; als Unterwasserbeton ein CEM 350 zu verwenden.

Ortbetonbohrpfähle

Im Gegensatz zum Rammpfahl wird ein unten offenes Rohr in den Boden vorge­trieben. Das Vortreiben des Rohres erfolgt meistens durch Bohren, selten auch durch Vibrieren. Während dem Vortrieb wird das Erdmaterial im Innern des Rohres ausgehoben. Wird das Rohr im Grundwasser abgeteuft, so besteht in feinkörnigen Böden hydraulische Grundbruchgefahr. Daher wird in solchen Böden unter Wasser ausgehoben und auch unter Wasser betoniert. Das Betonieren unter Wasser kann auf drei Arten erfolgen:

—     durch das Kontraktorverfahren mit Schüttrohr

—     mittels Betonierbüchse

—     mit Betonpumpe

Die Pfähle werden meistens nach dem Fabrikat des Bohrgerätes bezeichnet, z.B. Benoto-, Bade-, Casagrande-Pfahl etc.

Normaler Arbeitsablauf: Aushub und Betonieren. Betonieren unter Wasser mit Rohr oder Büchse

"Casagrande"-Schnellkupplungsrohre

Die Rohre sind mit einfachen Handgriffen rasch zu kuppeln

Seilbagger mit hydraulischer Verrohrungsmaschine

Schnitt durch Bohrrohr