DE102006006242A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Belastungstests von im Boden befindlichen Pfählen oder Säulen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Belastungstests von im Boden befindlichen Pfählen oder Säulen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Durchführung von Belastungstests an Pfählen 11 oder Säulen, die im Boden versenkt eingebaut sind, wobei auf den Pfahl- oder Säulenkopf 12 eine vertikale stationäre oder dynamische Last ausgeübt wird, die sich an einem auf einem Planum P aufgelagerten Widerlager 15 oder einem im Boden verankerten Widerlager 38, 39 abstützt, wobei eine erste Meßanordnung zur Ermittlung der in den Pfahl- oder Säulenkopf 12 eingeleiteten Last vorgesehen ist und eine zweite Meßanordnung zur Aufnahme der Verschiebung des Pfahl- oder Säulenkopfs 12 unter dem Einfluß der Last vorgesehen ist, bei der die zweite Meßvorrichtung die Verschiebung zumindest einer mit dem Pfahl- oder Säulenkopf 12 verbundenen Meßstelle 23 gegenüber einer vom Widerlager 38, 39 unabhängigen, auf dem Planum P aufgesetzten Referenzmeßstelle 23R erfaßt, die außerhalb einer von der Auflagerung oder der Verankerung des Widerlagers 38, 39 beeinflußten Setzungsmulde S oder Hebung H angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung von Belastungstests an Pfählen oder Säulen, die im Boden versenkt eingebaut sind, wobei auf den Pfahl- oder Säulenkopf eine vertikale stationäre oder dynamische Last ausgeübt wird, die sich an einem auf einem Planum aufgelagerten Widerlager oder einem im Boden verankerten Widerlager abstützt, wobei eine erste Meßanordnung zur Ermittlung der in den Pfahl- oder Säulenkopf eingeleiteten Last vorgesehen ist und eine zweite Meßanordnung zur Aufnahme der Verschiebung des Pfahl- oder Säulenkopfs unter dem Einfluß der Last vorgesehen ist.
  • Die hier genannten Pfähle oder Säulen stellen Gründungselemente zum Abtrag von Bauauflasten in tiefere Bodenschichten dar. Zur Ermittlung der Tragfähigkeit von solchen Gründungselementen, insbesondere von sogenannten Bohrpfählen, die aus Ortbeton im Boden hergestellt werden, werden häufig Belastungstests in Form von statischen oder dynamischen Pfahlprüfungen durchgeführt. Hierbei werden die Gründungselemente mit kontrollierten vertikalen Auflasten statisch oder dynamisch belastet und gleichzeitig die daraus resultierenden vertikalen Verschiebungen in Form von Setzungen und Hebungen am Pfahl- oder Säulenkopf gemessen.
  • Ausgehend von definierten Belastungsverfahren, die standardisiert oder genormt sind, kann aus den Messungen der resultierenden Setzungen und Hebungen auf das Verhalten der Gründungselemente im Gebrauchszustand geschlossen werden, und zwar im einzelnen auf das Verformungsverhalten der Gründungselemente, ihr Kriechverhalten und das Verhalten bei Entlastung und Wiederbelastung. Die Grün dungselemente werden im Rahmen der Prüfbelastung oftmals so weit belastet, daß auch auf die Grenzlast geschlossen werden kann, bei der ein Versagen eintritt.
  • Bei bekannten statischen Belastungstests von Gründungselementen wird die Belastung zentrisch mittels einer hydraulischen Presse vertikal aufgebracht. Der Pfahlkopf wird mit einer Lastplatte versehen, die Messung der aufgebrachten Last erfolgt in der Regel über eine Kraftmeßdose, die zwischen Presse und Widerlager eingesetzt ist. Als Widerlager für die hydraulische Presse dienen auf einer Plattform aufgelegte Totlasten oder im Boden verankerte Traversen oder Belastungsstühle. Die Vertikalverschiebungen infolge der Belastungen gegenüber auf dem Planum aufgebauten Referenzträgern werden in der Regel mit mechanischen Meßuhren gemessen und unabhängig davon durch Präzisionsnivellements.
  • Beim Aufbringen einer Prüflast können die elastischen Verformungen des Widerlagersystems erhebliche Größenordnungen erreichen, die vor Versuchsbeginn abgeschätzt werden müssen. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von Verpreßankern. Auch die Anliegesetzungen zwischen Presse, Lastplatte und Pfahlkopf bzw. Presse und Widerlager sind bei der Vorbestimmung des erforderlichen Pressenhubes zu berücksichtigen.
  • Zusätzlich zu den elastischen Verformungen des Widerlagersystems muß berücksichtigt werden, daß sich die gesamte Versuchanordnung bei Einsatz von Totlasten zeitabhängig setzt. Es bildet sich eine sogenannte Setzungsmulde um den Prüfpfahl herum aus. Umfaßt das Widerlagersystem Bodenacker, so entstehen um deren Austritt aus dem Boden herum Hebungen. Diese Effekte erschweren zusätzlich die Interpretation eines Belastungstests, da in der Regel nur die Relativverschiebungen zwischen der Referenzträgerkonstruktion und dem Pfahlkopf erfaßt werden.
  • Die Arbeitssicherheit für das Personal ist immer dann stark gefährdet, wenn Meßuhren unter den Totlasten, die bis zu 1.500 t Gewicht haben können, „manuell" abgelesen werden müssen, da es vereinzelt zu starken Verformungen oder sogar zum Versagen von Stahlträgern, Schweißnähten oder anderen Komponenten der Belastungsanordnungen kommen kann.
  • Aus der DE 698 20 456 T2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen der statischen Tragkraft von Gründungspfählen bzw. Gründungssäulen bekannt, bei dem eine Prüflast auf den Pfahl- bzw. Säulenkopf mittels einer hydraulischen Presse aufgebracht wird, die gegen ein Trägerelement als Widerlager abgestützt ist. Das Trägerelement ist in zwei Türmen eingespannt, die auf dem Planum aufgeständert sind und über Zuganker im Boden verankert sind. Ein von den Türmen unabhängiger Referenzträger nimmt Sensoren auf, die die Vertikalverschiebung des Pfahlkopfes bei Aufbringen der Prüflast erfassen soll. Der Referenzträger steht innerhalb des von den Türmen belasteten Oberflächenbereiches des Planums. Änderungen der Belastung haben somit Rückwirkungen auf die Vertikalverschiebung der genannten Sensoren.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfach durchführbares Verfahren und eine einfach aufgebaute Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welcher Belastungstests unter Reduzierung der Meßfehlereinflüsse und unter Erhöhung der Arbeitssicherheit durchgeführt werden können.
  • Die Lösung besteht in einem Verfahren zur Durchführung von Belastungstests von Pfählen oder Säulen, die im Boden versenkt eingebaut sind, wobei auf den Pfahl- oder Säulenkopf eine vertikale stationäre oder dynamische Last ausgeübt wird, die sich an einem auf einem Planum aufgelagerten Widerlager oder einem im Boden verankerten Widerlager abstützt, wobei eine erste Meßanordnung zur Ermittlung der in den Pfahl- oder Säulenkopf eingeleiteten Last vorgesehen ist und eine zweite Meßanordnung zur Aufnahme der Verschiebung des Pfahl- oder Säulenkopfs unter dem Einfluß der Last vorgesehen ist, wobei vorgesehen ist, daß die zweite Meßvorrichtung die Verschiebung zumindest einer mit dem Pfahl- oder Säulenkopf verbundenen Meßstelle gegenüber einer vom Widerlager unabhängigen, auf dem Planum aufgesetzten Referenzmeßstelle erfaßt, die außerhalb einer von der Auflast oder der Verankerung des Widerlagers beeinflußten Setzungsmulde oder Hebung angeordnet ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die zumindest eine Meßstelle am Pfahl- oder Säulenkopf mit der Referenzmeßstelle durch Differenzdruckmessung in einem verbundenen hydraulischen System zueinander in Bezug gesetzt werden. Auf diese Weise wird der Einfluß jeglicher Verformungen oder Verschiebungen am Widerlager auf das Meßergebnis ausgeschaltet, da eine mit Sicherheit außerhalb des Einflußbereiches der Belastungsänderungen liegende Referenzmeßstelle zur Verfügung steht, gegenüber der die absoluten Verschiebungen des Pfahl- bzw. Säulenkopfes ermittelt werden können.
  • Das genannte hydraulische System ist vorzugsweise als Schlauchwaagenanordnung mit einem Ausgleichsbehälter und mehreren mit hydraulischem Medium gefüllten Meßzylindern ausgebildet, wobei die Meßzylinder mit Druckaufnehmern zur Erfassung des Bodendruckes innerhalb der Meßzylinder versehen sind. Die absolute geodätische Höhe des Referenzmeßzylinders gegenüber der Höhe der am Pfahl- oder Säulenkopf angeordneten Meßzylinder ist unerheblich, da zu Beginn der Belastung am Meßzylinder zunächst ein Differenzdruck p0 bzw. eine Differenzhöhe h0 gegenüber dem Referenzmeßzylinder zu Beginn der Messung ermittelt und aufgezeichnet wird, gegenüber der jegliche Änderungen während des Belastungstests berechnet und aufgezeichnet werden können.
  • Ein Schlauchwagenmeßsystem zur kontinuierlichen Erfassung von Setzungen von Bauwerken ist bereits in der DE 103 46 890 A1 der Anmelderin beschrieben.
  • Die veränderlichen Druckdifferenzen infolge der Veränderungen der vertikalen Bewegungen des Pfahl- oder Säulenkopfes werden gleichzeitig mit der Veränderung der aufgebrachten Last erfaßt und aufgezeichnet, so daß hier kontinuierliche Messungen vorgenommen werden können. Die aufgebrachte Last wird nach vorgegebenen Regelmechanismen in Abhängigkeit von den vertikalen Verschiebungen variiert. Derartige Regelmechanismen sind beispielsweise in „Empfehlungen für statische und dynamische Pfahlprüfungen", Arbeitskreis 2.1 der DGGT, 1998, beschrieben.
  • Die Veränderungen der vertikalen Bewegungen am Pfahl- oder Säulenkopf werden vorzugsweise an zumindest drei horizontal verteilten Meßstellen erfaßt und gemittelt, so daß Änderungen im Anlageverhalten der einzelnen Komponenten im Bereich des Pfahl- oder Säulenkopfes ausgeglichen werden können. Die vertikalen Auflasten werden bevorzugt mit einer hydraulischen Presse erzeugt.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens der vorgenannten Art zeichnet sich dadurch aus, daß die Mittel zur Erfassung der vertikalen Verschiebung zumindest einen mit dem Pfahl- oder Säulenkopf verbundenen Sensor und einen unabhängig vom Widerlager angeordneten Referenzsensor umfassen, der auf dem Planum P außerhalb einer von der Auflast oder Verankerung des Widerlagers beeinflußten Setzungsmulde S oder Hebung H angeordnet ist. Die Sensoren sind, wie bereits aus der Beschreibung des Verfahrens hervorgeht, als Druckaufnehmer ausgebildet, die in Meßzylindern so angeordnet sind, daß sie den Bodendruck in dem jeweiligen Meßzylinder erfassen. Das hydraulische System kann als Schlauchwaagenanordnung mit einzelnen Meßzylindern, insbesondere einem außerhalb des Einflußbereiches der Messung selber aufgestellten Referenzmeßzylinder und flexiblen Schlauchleitungen bestehen, die einfach zu verlegen sind, so daß das System sehr variabel aufzubauen und einfach zu handhaben ist. Für die Erzeugung der veränderlichen Last wird in bekannter Weise eine hydraulische Presse eingesetzt. Die Erfassung der aufgebrachten Last kann über den an der Presse anliegenden Hydraulikdruck ermittelt werden oder unmittelbar durch eine Kraftmeßdose, die zwischen Presse und Widerlager bzw. Presse und Pfahl- oder Säulenkopf angeordnet ist. Solche Kraftmeßdosen können auf hydraulischer Basis oder auf Basis von Piezoelementen arbeiten.
  • In den Figuren ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich mit einer Meßvorrichtung bekannter Art dargestellt.
  • 1 zeigt eine Prüfvorrichtung nach dem Stand der Technik im Vertikalschnitt durch den Kopf eines Pfahls oder einer Säule,
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung im Vertikalschnitt durch den Säulenkopf mit einer zusätzlichen Einzelheit (Querschnitt),
  • 3 zeigt verschiedene Ausführungen zum Aufbau eines Widerlagers, nämlich
    • a) Auflager und Totlasten,
    • b) Zugpfähle,
    • c) sternförmig angeordnete formal gespreizte Verpreßanker mit hochliegenden Krafteinleitungsstrecken,
    • d) sternförmig angeordnete gespreizte Verpreßanker mit tiefliegenden Krafteinleitungsstrecken,
    • e) parallel zum Probepfahl angeordnete Verpreßanker mit tiefliegenden Krafteinleitungsstrecken.
  • In 1 ist eine Anordnung zur Einleitung von Prüflasten in einem Prüfpfahl 11 im vertikalen Schnitt durch den Pfahlkopf 12 des Prüfpfahls dargestellt. Auf dem Pfahlkopf ist eine Unebenheiten ausgleichende Lastplatte 13 aufgesetzt. Diese Lastplatte 13 kann nach dem Herstellen des Prüfpfahles 11 montiert sein. Über dem Pfahlkopf 12 ist eine Plattform 15 angeordnet, die auf Auflagern 14 ruht, die auf einem Planum P angeordnet sind. Die Plattform 15 trägt eine aus einer Vielzahl von Einzelelementen, zum Beispiel Betonblöcken oder Platten, bestehende Totlast 16. Zwischen der Plattform 15 und der Lastplatte 13 ist eine hydraulische Presse 17 eingebaut. Diese hydraulische Presse 17 ist mit einer nicht dargestellten Hydraulikpumpe und entsprechenden Drucksteuermitteln verbunden, über die eine Axialkraft der hydraulischen Presse 17 eingestellt werden kann. Die hydraulische Presse 17, die mit ihrem Hydraulikzylinder 18 auf der Lastplatte 13 aufgestellt ist und sich mit ihrem Druckkolben 19 unten an der Plattform 15 abstützt, ist geeignet, vertikale statische oder dynamische Lasten in den Pfahlkopf 12 einzuleiten, wobei sich diese Lasten an der Plattform 15 abstützen, die im wesentlichen als starres Widerlager angesehen wird. Außer den Auflagern 14 sind kleinere, auf dem Planum P aufgesetzte Auflager 20 gezeigt, auf die ein Referenzträger 21 aufgelegt ist. Zwischen diesem Referenzträger 21 und der Lastplatte 13 ist eine Mehrzahl von Wegmeßeinheiten 22 eingesetzt, mit denen die vertikale Verschiebung des Pfahlkopfes 12 gegenüber dem Referenzträger 21 erfaßt werden kann.
  • Die vertikale Auflast auf die Lastplatte 13 und damit auf den Pfahlkopf 12 kann entweder über den erfaßbaren Hydraulikdruck der hydraulischen Presse ermittelt und gegebenenfalls in Kräfte umgerechnet werden. Alternativ ist eine Kraftmeßdose 31 zwischen Presse 17 und Plattform 15 bzw. zwischen Presse 17 und Lastplatte 13 anzuordnen, die unmittelbar die auftretenden Vertikallasten erfassen kann.
  • Die hiermit gezeigte Prüfanordnung beinhaltet verschiedene Fehlerquellen. Zunächst ist die Annahme, daß das System aus Plattform 15 und Totlast 16 ein starres System sei, unrichtig. Tatsächlich verformt sich die Plattform 15 unter der Kraft der Presse 17 in nicht vorhersehbarer Weise. Damit findet eine nicht vorhersehbare Wechselwirkung zwischen dem Planum P und den Auflagern 14 statt, die die Messung der Wege durch die Wegmeßeinheiten 22 beeinflussen.
  • Durch die Auflagerung der großen Totlast 16 auf dem Planum P entsteht durch teils plastische, teils aber auch elastische Bodenverdichtung eine überzeichnet dargestellte Setzungsmulde S, in der das Planum nach unten eingedrückt und damit uneben ist. Die Auflager 20 des Referenzträgers 21, der den Referenzpunkt für die Wegmessung der Wegmeßeinheiten 22 bildet, stehen notwendigerweise innerhalb dieser Setzungsmulde S. Wird nun die von der Presse 17 aufgebrachte Auflast auf die Lastplatte 13 verändert, hat dies Rückwirkungen auf die Last, mit der die Auflager 14 auf dem Planum P aufstehen und insofern auf die elastische Verformung des Planums P innerhalb der Setzungsmulde S. Auf diese Weise werden die Ergebnisse der Wegmeßeinheiten 22 in unvorhersehbarer Weise lastabhängig verfälscht.
  • Mit den auf den Referenzträger 21 bezogenen Bezeichnungen ΔT und Δh soll außerdem zum Ausdruck gebracht werden, daß die Eigenschaften des Referenzträgers temperaturabhängig sind, wobei er unter seinem Eigengewicht einer veränderlichen Durchbiegung unterliegt.
  • In 2 ist eine ähnliche Anordnung wie in 1 gezeigt, wobei jedoch die Meßvorrichtung zur Wegmessung der vertikalen Verschiebung des Pfahlkopfes anders ausgeführt sind. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern wie in 1 belegt. Auch hier ist der Pfahlkopf 12 eines Prüfpfahles 11 zu erkennen, auf dem eine Lastplatte 13 aufgebracht ist. Auf dem Planum P stehen Auflager 14, die eine Plattform 15 tragen, auf die eine Totlast 16 in gleicher Art wie in der Anordnung nach 1 aufgesetzt ist. Die Totlast 16 erzeugt somit, wie in 1, eine überzeichnet dargestellte Setzungsmulde S. Auch hier ist zwischen der Plattform 15 und der Lastplatte 13 eine hydraulische Presse 17 eingesetzt, die einen Hydraulikzylinder 18, der auf der Lastplatte 13 aufsteht, und einen Druckkolben 19, der sich gegen die Plattform 15 abstützt, erkennen läßt. Wie auch im Schnitt A-A durch die Hydraulikpresse 17 zu erkennen ist, sind bei dieser Ausbildung auf der Lastplatte 13 mehrere Meßzylinder 23, insbesondere vier an den Ecken der Lastplatte 13 aufgesetzte Meßzylinder 23, angeordnet, die jeweils einen Druckaufnehmer 24 enthalten. Die Meßzylinder 23 sind über Flüssigkeitsleitungen 25 untereinander und über eine Flüssigkeitsleitung 26 mit einem Referenzmeßzylinder 23R verbunden, der seinerseits mit einem hydraulischen Ausgleichsbehälter 28 verbunden ist. Jeder der Meßzylinder 23, 23R hat einen Druckaufnehmer 24, 24R. Der Ausgleichsbehälter 28 und der Referenzmeßzylinder 23R sind außerhalb der Setzungsmulde S aufgestellt, so daß die von der Presse 17 aufgebrachte Vertikallast auch hier zur Veränderung des Verformungszustandes der Setzungsmulde S führt, dies jedoch keine Rückwirkungen auf das Meßergebnis hat. Mit jeder Vertikalverschiebung einer der Meßzylinder 23 ändert sich die Höhenlage des zugeordneten Druckaufnehmers 24 innerhalb des verbundenen hydraulischen Systems aus Ausgleichsbehälter 28 und Meßzylindern 23. Über die Druckaufnehmer 24 wird der Druck am Boden der Meßzylinder 23 gemessen, wobei der Druck der auf der Lastplatte 13 angeordneten Meßzylinder 23 sich mit Aufbringen der Last durch Veränderung der geodätischen Höhe verändert, während der Druck der Referenzmeßstelle 23R aufgrund der gleichbleibenden geodätischen Höhe unverändert bleibt. Die einzelnen Druckaufnehmer 24 sind über elektrische Meßleitungen 29 mit einer Auswerteeinheit 30 verbunden. Durch Auswertung der Druckdifferenzen können die eingetretenen Höhenverschiebungen festgestellt werden und in der Auswerteeinheit 30 gemittelt werden. Das Verlegen längerer Schlauchleitungen 26 zwischen den Messzylindern 23 und den Referenzmeßbehältern 23R bzw. dem Ausgleichsbehälter 28 ist unkritisch, ebenso wie das Verlegen von elektrischen Meßleitungen 29, da deren Länge das Meßergebnis nicht beeinflußt. Insofern kann die Referenzmeßstelle 23R und der Ausgleichsbehälter 28 mit großer Sicherheit in ausreichendem Abstand vom Bereich der Setzungsmulde S aufgebaut werden. Die Druckmeßdose 31 zwischen Druckstempel 19 und Plattform 15 ist über eine elektrische Meßleitung 32 ebenfalls mit der Auswerteeinheit 30 verbunden, so daß die Vertikalverschiebungen des Pfahlkopfes in Abhängigkeit von der Last über der Zeit erfaßt und aufgezeichnet werden können. Über eine Regeleinheit kann die Last in Abhängigkeit von den Vertikalverschiebungen nachgeregelt werden.
  • In 3 sind alternative Arten der Abstützung der Presse 17 in verschiedenen Prinzipdarstellungen im Vergleich mit dem in 2 dargestellten Prinzip mit einer Totlast dargestellt. Die Meßanordnung ist hierbei jeweils weggelassen.
  • In Darstellung a) ist der Pfahl 11, die Presse 17, die Plattform 15, die Auflager 14 und die Totlast 16 im wesentlichen gleicher Anordnung wie in den 1 und 2 erkennbar. Unter dem Einfluß der Totlast 16 bildet sich die Setzungsmulde S aus.
  • In Darstellung b) sind mit horizontalem Abstand zum Pfahl 11, der von einer Presse 17 vertikal belastet wird, mehrere ebenfalls vertikal eingebaute Zugpfähle 36 gezeigt, die über Zugstangen 37 gemeinsam in einer Traverse 38 verankert sind, an der sich die Presse 17 unten abstützt. Während der Prüfpfahl 11 von einer kleineren Setzungsmulde S umgeben ist, bilden sich um die Zugpfähle 36 herum Hebungen H aus.
  • In Darstellung c) ist der Pfahl 11 erkennbar, auf den eine Presse 17 aufgesetzt ist, die sich an einem Belastungsstuhl 39 unten abstützt. Dieser ist über schräg in den Boden führende Litzen 40 an tief versenkten Verpreßkörpern 41 gehalten, wobei die Litzen 40 vom Belastungsstuhl 39 schräg nach unten wegführen. Während der Prüfpfahl 11 von einer kleineren Setzungsmulde S umgeben ist, bilden sich um die Austritte der Litzen 40 herum Hebungen H aus.
  • In Darstellung d) ist ein Pfahl 11 gezeigt, der ebenfalls von einer Presse 17 belastet wird, die sich an einem Belastungsstuhl 39 abstützt, wobei dieser über Litzen 40' an Verpreßkörpern 41' angelenkt ist, die in diesem Fall tiefer bei steilerem Verlauf der Litzen angeordnet sind als in Darstellung c). Während der Prüfpfahl 11 von einer kleineren Setzungsmulde S umgeben ist, bilden sich um die Austritte der Litzen 40 herum Hebungen H aus.
  • In Darstellung e) wird ein Pfahl 11 von einer Presse 17 vertikal beaufschlagt, die sich an einer Traverse 38 abstützt. An der Traverse 38 ist eine Mehrzahl von vertikal in den Boden reichenden Litzen 40" verankert, die ihrerseits in Verpreßkörpern 41" festgelegt sind. Die Litzensind hierbei vertikal angeordnet. Während der Prüfpfahl 11 von einer kleineren Setzungsmulde S umgeben ist, bilden sich um die Austritte der Litzen 40 herum Hebungen H aus.
  • Die Abstützungen der Presse 17 nach den Ausführungen b) bis e) sind aufwendiger als die Ausführung nach Darstellung a). Die Setzungsmulde ist bei diesen Ausführungsformen weniger ausgeprägt und entsteht hier überwiegend durch die Mantelreibung des Pfahles 11 bei Aufbringen einer Vertikallast durch die Presse 17. Gleichzeitig entstehen Hebungen im Bereich des Bodenaustritts der verwendeten Bodenanker.
  • 11
    Prüfpfahl
    12
    Pfahlkopf
    13
    Lastplatte
    14
    Auflager (Totlast)
    15
    Plattform
    16
    Totlast
    17
    hydraulische Presse
    18
    Hydraulikzylinder
    19
    Druckkolben
    20
    Auflager (Referenzträger)
    21
    Referenzträger
    22
    Wegmeßeinheit
    23
    Meßzylinder
    24
    Druckaufnehmer
    25
    Schlauchleitung
    26
    Schlauchleitung
    27
    28
    Ausgleichsbehälter
    29
    elektrische Meßleitung
    30
    Auswerteeinheit
    31
    Kraftmeßdose
    32
    elektrische Meßleitung
    36
    Zugpfahl
    37
    Zugstange
    38
    Traverse
    39
    Belastungsstuhl
    40
    Litze
    41
    Verpreßkörper
    P
    Planum
    S
    Setzungsmulde
    H
    Hebung
    ΔT
    Verformung infolge Temperatur
    Δh
    Verformung infolge Eigengewicht

Claims (12)

  1. Verfahren zur Durchführung von Belastungstests an Pfählen (11) oder Säulen, die im Boden versenkt eingebaut sind, wobei auf den Pfahl- oder Säulenkopf (12) eine vertikale stationäre oder dynamische Last ausgeübt wird, die sich an einem auf einem Planum (P) aufgelagerten Widerlager (15) oder einem im Boden verankerten Widerlager (38, 39) abstützt, wobei eine erste Meßanordnung zur Ermittlung der in den Pfahl- oder Säulenkopf (12) eingeleiteten Last vorgesehen ist und eine zweite Meßanordnung zur Aufnahme der Verschiebung des Pfahl- oder Säulenkopfs (12) unter dem Einfluß der Last vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßvorrichtung die Verschiebung zumindest einer mit dem Pfahl- oder Säulenkopf (12) verbundenen Meßstelle (23) gegenüber einer vom Widerlager (38, 39) unabhängigen, auf dem Planum (P) aufgesetzten Referenzmeßstelle (23R) erfaßt, die außerhalb einer von der Auflagerung oder der Verankerung des Widerlagers (38, 39) beeinflußten Setzungsmulde (S) oder Hebung (H) angeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Meßstelle am Pfahl- oder Säulenkopf (12) mit der Re ferenzmeßstelle (23R) durch Differenzdruckmessung in einem verbundenen hydraulischen System zueinander in Bezug gesetzt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Verschiebungen des Pfahl- oder Säulenkopfes (12) unter der Last kontinuierlich erfaßt und aufgezeichnet werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Verschiebungen des Pfahl- oder Säulenkopfes an zumindest drei horizontal verteilten Meßstellen (23) erfaßt und gemittelt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau und die Veränderungen der Last mit hydraulischen Kräften erzeugt werden.
  6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Durchführung von Belastungstests an Pfählen oder Säulen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ein auf einem Planum (P) aufgelagertes Widerlager (15) oder ein im Boden verankertes Widerlager (38, 39), zwischen dem Widerlager (15, 38, 39) und dem Pfahl- oder Säulenkopf (12) angeordnete Mittel (17) zur Erzeugung einer vertikalen Last, eine erste Meßanordnung zur Erfassung der in den Pfahl- oder Säulenkopf (12) eingeleiteten Last und eine zweite Meßanordnung zur Erfassung der vertikalen Verschiebung des Pfahl- oder Säulenkopfes (12) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erfassung der vertikalen Verschiebung zumindest einen mit dem Pfahl- oder Säulenkopf (12) verbundenen Sensor und einen unabhängig vom Widerlager (15, 38, 39) angeordneten Referenzsensor umfassen, der auf dem Planum (P) außerhalb einer von der Auflast oder Verankerung des Widerlagers (15, 38, 39) beeinflußten Setzungsmulde (S) oder Hebung (H) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren als Druckaufnehmer (24, 24R) ausgebildet sind, die in einem verbundenen hydraulischen System angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische System als Schlauchwaagenanordnung mit einem Ausgleichsbehälter (28) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Pfahl- oder Säulenkopf (12) mindestens drei Druckaufnehmer horizontal verteilt angeordnet sind, deren Meßwerte gemittelt werden.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der vertikalen Last als hydraulische Presse (17) ausgebildet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung zur Erfassung der vertikal eingeleiteten Last eine Kraftmeßdose – insbesondere mit elektrischer Meßwertübertragung – ist, die zwischen Widerlager (15) und Presse (17) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Pfahl- oder Säulenkopf (12) eine Lastplatte (13) angeordnet ist, auf der die hydraulische Presse (17) aufsitzt.
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