DE102011115478A1

DE102011115478A1 - Verformungsmessungen am Pfahlkopf

Info

Publication number: DE102011115478A1
Application number: DE201110115478
Authority: DE
Inventors: Uwe Speckhahn; Michael Ferenczi
Original assignee: SOIL TESTING INTERNAT GmbH; soil testing international GmbH
Current assignee: SOIL TESTING INTERNAT GmbH; soil testing international GmbH
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Die in Gebrauch befindlichen Methoden zur Messung der Horizontalverformung bei Pfahlprobebelastungen sind in Bezug auf die Anforderung der Statik zur Abbildung der dynamischen Windlasten bei der Verformungsmessung und der exakten Positionierung der Lasten zu ungenau. Die Vorrichtung, bei der Horizontallasten über einen Druckzylinder und eine am Prüfpfahl anzubringende verschiebbare Druckplatte zielgenau am Drehpunkt des Pfahlprofiles angesetzt werden können, lässt eine gute, realitätsnahe Simulation der anfallenden Lasten zu. Das Verfahren, mit dem sehr genaue im 1/10 mm Bereich liegende Verformungsmessungen am Pfahlkopf über die Auswertungsdaten und -kurven registriert werden, ermöglicht es unzulässige bleibende Verformungen und Grundbrüche im Boden zu erkennen. Die Erfindung genügt den Vorschriften der deutschen Industrienorm DIN 1054 / DIN 4026 und ist somit für Pfahlprobebelastungen im Rahmen der Dimensionierung von Pfahlgründungen uneingeschränkt einsetzbar. Die in jüngster Zeit immer häufiger beobachteten Schäden an pfahlgegründeten Photovoltaik Freilandanlagen können durch eine präzise Simulation der auftretenden Kräfte vermieden werden. Durch die erreichte Genauigkeit der Messung ergibt sich eine kosteneffizientere Dimensionierung der Pfahlgründung.

Description

In der Geotechnik ist die Pfahlprobebelastung zur Dimensionierung von Pfahlgründungen ein gebräuchliches Verfahren. (DIN 1054, DIN 4026)
Problem:
Bei der Pfahlprobebelastung insbesondere für Mikropfahlgründungen werden Vertikallasten in der Regel relativ exakt geprüft. Verformungen durch Horizontallasten werden jedoch meist mit Anordnungen, die keinen zielgenauen Lastangriff zulassen und sich daher verdrehen können durchgeführt. Durch die erzeugte Torsion werden Belastungen erzeugt und Verformungen gemessen die den zu prüfenden Lastfällen nicht entsprechen und daher zu falschen Ergebnissen führen. Darüber hinaus sind Messungen im 1/10 mm Bereich mit Aufzeichnung wiederholter Be- und Entlastung nicht eingeführt, was bei der Dynamik der auftretenden Windlasten aber als erforderlich anzusehen ist, um bleibende Verformungen auszuschließen. Dieser Sachverhalt ist vmtl. ursächlich für immer häufiger zu beobachtende Schäden an mittels Stahlrammpfählen gegründeten Photovoltaik Freilandanlagen.
Lösung:
Die beschriebenen Probleme werden durch das Zusammenwirken der aufgeführten Merkmale gelöst. Die neue Vorrichtung erlaubt es die gemäß Statik anfallenden Horizontallasten exakt einzustellen und wiederholt wirken zu lassen. Die Verformung wird dabei 1/10 mm genau gemessen und grafisch aufgezeichnet, bleibende Verformungen oder Grundbrüche werden dadurch erkannt (vgl. Anlage 5). Durch zielgenauen Lastangriff am Drehpunkt des Profiles, welcher je nach Profilart innerhalb oder außerhalb des Profils liegt, mittels Druckzylinder und verschieblicher Druckplatte wird ein Verdrehen des Pfahles verhindert. Das System wird bei der sti GmbH seit 2 Jahren bei zahlreichen Baumaßnahmen eingesetzt und hat sich in Handhabung und Auswertung sehr bewährt.
Erreichte Vorteile von wirtschaftlichem Interesse:
Die Erfindung genügt den Vorschriften der deutschen Industrienorm DIN 1054/DIN 4026 und ist somit für Pfahlprobebelastungen im Rahmen der Dimensionierung von Pfahlgründungen uneingeschränkt einsetzbar. Die in jüngster Zeit immer häufiger beobachteten Schäden an pfahlgegründeten Photovoltaik Freilandanlagen können durch eine präzise Simulation der auftretenden Kräfte vermieden werden. Durch die erreichte Genauigkeit der Messung ergibt sich eine kosteneffizientere Dimensionierung der Pfahlgründung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels:
Aufbau der Versuchsanordnung (Anlage 1)

– Gründungspfahl (1)
– Manschette (3) mit Fixierschrauben (2) und Druckplatte (4), abgestimmt auf das jeweilige Pfahlprofil (1), dagestellt im Horizontalschnitt in der Draufsicht (Anlage 1)
– Druckzylinder Elektrak LA14 (7) (vgl. technisches Datenblatt in Anlage 3) mit Gummipuffer (5) und Messzellle 3510-C3-1000 kg der Fa. Soemer (6) (vgl. technisches Datenblatt in Anlage 4.1 sowie Anschlußbild der Fa. Rollmann in Anlage 4) mit Universal-DMS-Verstärker-Modul LAC 74.1 der Fa. Soemer (Anlage 4.2)
– Auslesegerät der Fa. Almemo (10)
– Steuerung (9)
– Mobile/immobile Aufnahme (8)

Ausführung (technische Kurzbeschreibung zu Steuerung und Auslesegerät ist der Anlage 2 zu entnehmen)
Der Versuch wird mit einer Anordnung zur Verformungsmessung am Pfahlkopf (1) nach Anlage 1 durchgeführt. Der gebohrte oder gerammte Pfahl (1) wird mit einer für das jeweilige Pfahlprofil (1) angepaßten Manschette (3) mit Druckplatte (4) versehen. Die Lastangriffshöhe h (vgl. Anlage 1) wird durch Verschieben der Druckplatte entsprechend der geplanten Konstruktion seitens der Statik vorgegeben und mittels Fixierschrauben (2) eingestellt. Der Druckzylinder (7) wird auf den berechneten oder praktisch ermittelten Drehpunkt M des Profiles auf der Druckplatte (vgl. Anlage 1 Horizontalschnitt in der Draufsicht) angefahren. Der Anfangsdruck ist stufenlos regelbar (i. d. R. < 100 N) wird manuell mit der Steuerung (9) auf Langsamfahrt „L” aufgebracht und dient zur Fixierung der Meßanordnung. Die seitens der Statik vorgegebene Horizontallast wird an der Steuerung (9) eingestellt und durch Drücken auf den Startknopf automatisch kontinuierlich bis zum eingestellten Maximum gefahren 2 Sekunden gehalten und wieder zurückgefahren, gestoppt (Stoppknopf) und manuell auf die Anfangsfixierung mit Langsamfahrt „L” gefahren. Mit Betätigung des Startknopfes an der Steuerung (9) wird gleichzeitig das Auslesegerät (10) eingeschaltet. Druck und Verformung werden in der Regel alle 3/10 sek. ausgelesen und nach Beendigung des Versuches unter der jeweiligen Versuchsnummer abgespeichert. Die Geschwindigkeit der Messung ist an der Steuerung mittels Potentiometer variabel einstellbar. Bei der Befestigung an mobilen Aufnahmen wird deren Verschiebung während des Versuches ebenso permanent mittels Feinmeßuhr (11) kontrolliert und erforderlichenfalls bei der Auswertung korrigiert. Der Versuch wird mehrmals wiederholt um eine bleibende Verformung ausschließen zu können. Maximal 5/10 mm werden bei 5 kN Horizontallast als Verformung Δs zwischen Anfangs- und Endwert zugelassen. Diese Verformung entspricht erfahrungsgemäß der Trägheit des Bodens, die reversibel ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 1054 [0001]
DIN 4026 [0001]
DIN 1054 [0004]
DIN 4026 [0004]

Claims

Das Geotechnische Gerät „Verformungsmessungen am Pfahlkopf nach sti GmbH” zur zielgenauen Druck- und Verformungsmessung für Pfahlprobebelastungen. gekennzeichnet durch die Vorrichtung, bei der Horizontallasten über einen Druckzylinder und eine am Prüfpfahl anzubringende verschiebbare Druckplatte zielgenau am Drehpunkt des Pfahlprofiles angesetzt werden können. Die Genauigkeit der Messung liegt für die Verformung bei 1/10 mm und für die Kraft bei 1 Newton.
Verformungsmessung am Pfahlkopf nach sti GmbH gekennzeichnet durch das Verfahren der kontinuierlichen Druck- und Verformungsmessung zielgenau am Drehpunkt des Profiles unabhängig von Pfahlart und Profilform des Prüfpfahles mittels verschieblicher Druckplatte. Die Aufzeichnung der Druck-/Verformungsmessung erfolgt 1/10 mm bzw. 1 Newton genau mittels Auslesegerät. Mittels der Kurvenauswertung können unzulässige bleibende Verformungen und Grundbrüche im Boden registriert werden. Das Gerät kann an jeder stabilen Aufnahme gleichgültig ob mobil oder immobil angebracht werden. Bei mobiler Aufnahme wird zusätzlich eine Vermessung der Bewegung der Aufnahme während des Versuches erforderlich.