Gebäude auf Stahlrohrpfählen errichten

Reicht die Tragfähigkeit des Baugrundes nicht aus, dann ist eine Pfahlgründung erforderlich. Liegen weiche Bodenverhältnisse vor und sind nur geringe Abstände zur vorhandenen Bebauung möglich, dann eignen sich Stahlrohrpfähle besonders gut zur Herstellung von Pfahlgründungen.

Stahlrohrpfähle für erschütterungs- und lärmarmen Tiefbau bei beengten Platzverhältnissen

Die Herstellung ist umweltfreundlich, benötigt wenig Platz und ist erschütterungsarm. Es fällt kein Bodenaushub an, da es sich um einen Verdrängungspfahl handelt. Das Pfahlsystem verändert den Grundwasserhaushalt nicht. Liegen auf der Baustelle beengte Platzverhältnisse vor, dann sind Stahlrohrpfähle meist die wirtschaftlich und technisch beste Lösung im Grundbau.

Nutzung von Stahlrohrpfählen

Stahlrohrpfähle finden im Spezialtiefbau in der Regel Verwendung, wenn die Platzverhältnisse beengt sind und Erschütterungen sowie die Lärmbelästigung auf ein Mindestmaß reduziert sein müssen. Ebenso kann die in der Regel sehr gute Verfügbarkeit des Pfahlsystems ausschlaggebend für die Verwendung sein. Die Geräte für die Herstellung sind klein und benötigen eine geringe Arbeitshöhe, um die Stahlrohre in Form von Schüssen in den Boden einzubringen. Falls es nötig ist, eine große Pfahllänge herzustellen, dann verschweißt man das Ende des eingebrachten Rohres mit dem nächsten Rohr und zieht den Pfahl weiter in den Boden. Sobald die erforderliche Tiefe erreicht ist, schneidet man die überschüssige Rohrlänge einfach ab. Der Stahlrohrpfahl kann sofort eingesetzt werden, da das Stahlprofil selbst bereits die Lasten abtragen kann.

Im Fall einer sehr sensiblen Nachbarbebauung ist es möglich, vor der Herstellung der Pfähle vorzubohren oder den Baugrund aufzulockern. Man bringt vor Ort auf der Baustelle Beton in die Stahlrohrpfähle ein, daher gehört das Pfahlsystem zur Gruppe der Ortbetonpfähle.

Stahlrohrpfähle sind in der Regel im Vergleich zu Betonfertigpfählen sehr gut verfügbar und finden beispielsweise im Spezialtiefbau in folgenden Bereichen Verwendung:

Pfahlgründungen von Bürogebäuden, Schulen, Hallen sowie für den Neubau von Gebäuden in dicht bebautem Gebiet
Nachgründung bestehender Gebäude
Arbeiten zur Stadterneuerung
Reparaturarbeiten an Gründungen
Herstellung der Pfähle in Gebäuden
Ergänzung anderer Pfahlsysteme in schwer zugänglichen Bereichen einer Baugrube

Vorzüge und positive Aspekte

Zeit und Termintreue sind in Bauprojekten entscheidende Faktoren. Stahlrohrpfähle können hier einen wesentlichen Vorteil im Grundbau ausspielen: Die Produktion der Pfähle ist wesentlich flexibler, als dies beispielsweise für Stahlbetonrammpfähle oder auch Stahlbetonfertigteilrammpfähle der Fall ist, da es sich um werkseitig vorgefertigte Pfähle handelt. Sowohl Stahlbetonrammpfähle als auch Stahlbetonfertigteilrammpfähle müssen in der benötigten Anzahl, Dimension und Länge zeitgerecht im Lager verfügbar sein, damit keine Verzögerungen im Bauprojekt auftreten. Für Stahlrohrpfähle hingegen müssen nur die hohlen Stahlrohre in diversen Wandstärken und Durchmessern auf Lager gehalten werden. Man kann diese rasch in der erforderlichen Länge vorbereiten und bereitstellen. Die Folge ist in der Regel eine wesentlich bessere Verfügbarkeit dieses Pfahlsystems. Der Vorzug dadurch ist, dass sich Verzögerungen im Bauprojekt vermeiden lassen können.

Stahlrohrpfähle haben im Spezialtiefbau eine Reihe von positiven Aspekten und technischen Vorteilen, die insbesondere für deren Einsatz auf engen Baustellen sprechen:

Das Verfahren ist flexibel und schnell in der Anwendung.
Stahlbetonrammpfähle oder Stahlbetonfertigteilrammpfähle haben im Vergleich dazu den Nachteil, dass in der Regel ein wesentlich größeres Rammgerät erforderlich ist. Dies verursacht deutlich stärkere Erschütterungen.
Die Herstellung ist problemlos auch bei sehr beengten Platzverhältnissen zur Nachbarbebauung beziehungsweise auf der Baugrube selbst möglich, da nur ein geringer Platzbedarf besteht. Die Geräte zur Herstellung sind klein und benötigen im Vergleich zu anderen Pfahlsystemen nur eine geringe Arbeitshöhe. Man kann die Pfähle auch in Gebäuden herstellen, da lediglich eine Arbeitshöhe von 2,70 Meter erforderlich ist.
Das Verfahren ist lärm- und erschütterungsarm bei der Herstellung.
Die Pfähle gehören zu den Verdrängungspfählen. Sie bewirken eine Bodenverdichtung durch seitliche Verdrängung und produzieren daher keinen Aushub. Damit fallen auch keine zusätzlichen Kosten für die Entsorgung von Aushub an. Im Vergleich dazu stellt man bei einer Bohrpfahlgründung die Pfähle mithilfe einer Bohrung her. Bei einer Bohrung entsteht ein Aushub. Die Entsorgung des Aushubmaterials kann erhebliche Kosten verursachen.
Rammpfähle wie der Stahlrohrpfahl bewirken aufgrund ihres Verdrängungseffektes eine Erhöhung der Tragfähigkeit. Das ist bei einer Bohrpfahlgründung in der Regel nicht der Fall. Bohrpfahlgründungen erfordern Maschinen, die eine deutlich größere Arbeitshöhe benötigen und wesentlich größer sind.
Das Pfahlsystem beeinflusst den Grundwasserhaushalt nicht und produziert keinen Aushub. Damit ist es sehr gut umweltverträglich.
Das Einbringen der Verdrängungspfähle verbessert die Tragfähigkeit. Anders als bei der Bohrpfahlgründung erhöht sich bei diesem Pfahlsystem im Grundbau die Tragfähigkeit wegen des Verdrängungseffekts.
Die Pfähle können im Spezialtiefbau in einem sehr geringen Abstand von etwa 10 cm Distanz zu vorhandenen Gebäuden hergestellt werden.
Die im Boden verbleibenden Stahlrohre haben bei weichen Bodenschichten eine Schutzfunktion. Insbesondere bieten sie einen zusätzlichen Schutz, wenn Wasser ansteht, das eine betonaggressive Zusammensetzung hat.
Bedingt durch das Verfahren kann man die Pfahllängen flexibel an den Verlauf der tragenden Bodenschichten anpassen.
Bereits während der Herstellung kann man durch Messen der Rammenergie die Tragfähigkeit überprüfen. Die Qualität wird demnach bei der Herstellung gesichert und dokumentiert.

Kehrseite des Pfahlsystems

Stahlrohrpfähle sind für weiche Bodenverhältnisse geeignet und gehören zu den Ortbetonpfählen. Sie werden also auf der Baustelle vor Ort betoniert. Sie können verglichen mit anderen Pfahlsystemen keinen sehr hohen Lastbereich abdecken, was deren Kehrseite darstellt. Es ist nötig, ein alternatives Pfahlsystem im Spezialtiefbau einzusetzen, falls die Anforderungen an die Belastung sehr hoch sind.

Funktionsprinzip in verschiedenen Varianten

Man kann Stahlrohrpfähle in verschiedenen Varianten herstellen und unterscheidet Innenrammung, Presspfähle und Kopframmung. Beispielsweise stellt man das Pfahlsystem mit Innenrammung folgendermaßen her:

Das Stahlrohr wird über dem Pfahlansatzpunkt ausgerichtet. Man bringt nun einen Pfropfen aus Beton oder Kies in das Rohr ein. Die verwendeten Stahlrohre haben in der Regel einen Querschnitt zwischen 219 mm bis 406 mm. Der Pfropfen ist am Rohrfuß platziert. Im Rohr führt man ein Fallgewicht, das auf den Pfropfen fällt und das Stahlrohr in den Boden zieht. Meist finden Fallgewichte zwischen 300 und 1.500 kg Verwendung.

Die Stahlrohre werden schussweise eingebracht. Rohrlängen von 0,50 m bis 8,00 m sind üblich. Sobald das erste Rohr in den Baugrund gezogen ist, setzt man ein zweites Stahlrohr darauf und verschweißt dieses mit dem ersten Rohr. Der Vorgang kann entsprechend der erforderlichen Pfahllänge mehrfach wiederholt werden.

Die Pfähle sind Ortbetonpfähle, die Verfüllung mit Beton erfolgt also vor Ort auf der Baustelle. Die Stahlrohre verbleiben nach der Herstellung im Boden. Im Grundbau dienen die Rohre als zusätzlicher Schutz gegen betonaggressives Wasser und bei weichen Schichten.

Stahlbetonrammpfähle und Stahlbetonfertigteilrammpfähle

Bei Stahlbetonrammpfählen handelt es sich im Gegensatz zu Stahlrohrpfählen um Fertigteile. Diese Pfähle werden also im Werk vorfabriziert. Man rammt die Pfähle mit hydraulischen Hämmern in den Untergrund ein. Dafür werden in der Regel Geräte eingesetzt, die größer, höher und schwerer sind als für die Herstellung von Stahlrohrpfählen. Der Rammvorgang führt folglich auch zu stärkeren Erschütterungen. Stahlbetonrammpfähle sind jedoch in der Lage, höhere Lasen abzutragen und weisen zudem eine geringe Pfahlverformung auf.

Stahlbetonrammpfähle finden in folgenden Bereichen Anwendung:

Bauwerksgründungen auf extrem weichen, organischen Böden
Gründungen für Brückenbauwerke
Gründungen für Offshore-Bauwerke wie etwa Windenergieanlagen

Fazit

Stahlrohrpfähle sind hervorragend für Baustellen geeignet, die beengte Platzverhältnisse aufweisen. Sie sind schnell, einfach und flexibel in der Herstellung und für Bauprojekte prädestiniert, die Termintreue als Top-Priorität haben. Für fast jede Problemstellung kann eine Lösung gefunden werden, da das Durchmesserspektrum der Stahlrohrpfähle sehr groß ist. Die Pfähle weisen ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis auf, sind ressourcenschonend in der Herstellung und haben eine sehr gute Umweltverträglichkeit. Stahlrohrpfähle sind ein bewährtes und unverzichtbares System für die Errichtung von Gebäuden im Grundbau.

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