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Hohler Spannbeton-Ranunpfahl großer Länge Die- Erfindung betrifft
einen Spannbeton-Rammpfahl großer Länge mit einem gegebenenfalls aus einzelnen Schüssen
verhältnismäßig geringer Länge zusammengesetzten äußeren Betonrohr und einem auf
dessen Innenseite aufgeschleuderten inneren Betonrohr, in dem die Längsbewehrung
und gegebenenfalls auch eine Ringbewehrung eingebettet sind, sowie eine Pfahlspitze,
in der die Bewehrung verankert ist.
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Die Haltbarkeit solcher Rammpfähle hängt neben der Güte des Betons
vor allem auch davon ab, daß die vorgespannte Bewehrung nach dem Einrammen des Pfahles
voll intakt bleibt. Dazu ist es notwendig, die Bewehrung vor dem Einfluß von Feuchtigkeit,
insbesondere gegen Seewasser voll zu schützen. Zwar liegt die Bewehrung in dem inneren
Betonrohr und in der Pfahlspitze eingebettet, und es läßt sich im allgemeinen auch
an den Verbindungsstellen der einzelnen Schüsse des äußeren Betonrohres eine befriedigende
Abdichtung erzielen. An der Stoßstelle zwischen den beiden Betonrohren und der Pfahlspitze
tritt jedoch die Bewehrung von dem inneren Betonrohr in die Pfahlspitze über, ist
also nicht durch umgebenden Beton sicher abgedichtet. Der Schutz der Bewehrung vor
den Einflüssen von Feuchtigkeiten, wie Seewasser, hängt also weitgehend davon ab,
wie zuverlässig diese Stoßstelle unter allen Verhältnissen dicht gehalten werden
kann.
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Die von der Längsbewehrung auf die Betonrohre und die Pfahlspitze
ausgeübten Kräfte .reichen theoretisch leicht aus, um die Betonteile an der Stoßstelle
sowie die Poren des Betons dicht zusammenzupressen. Dabei kann man davon ausgehen,
daß bei aus zwei Rohren zusammengesetzten Spannbetonteilen die Verzahnung an der
gemeinsamen Berührungsfläche der beiden Baukörper ausreicht, um die Spannkräfte
von -dem inneren Rohr, in welchem die Bewehrung eingebettet ist, auch auf das äußere
Betonrohr ausreichend zu übertragen. Mehrere Unglücksfälle, bei denen Rammpfähle
aus Spannbeton der Belastung auf die Dauer nicht standgehalten haben, werden von
Fachleuten jedoch darauf zurückgeführt, daß Seewasser an die Bewehrung gelangen
und diese angreifen konnte. Dies wird verständlich, wenn man die außerordentlichen
Belastungen des Rammpfahles durch die Rammstöße berücksichtigt. Hierbei wird das
äußere Betonrohr, daß zunächst dazu dient, während der Herstellung des Rammpfahles
die Spannkräfte der Bewehrung aufzunehmen, beim Rammen zusätzlich zu den Spannkräften
mit den Rammkräften belastet, die bekanntlich sehr groß sein können. Die dadurch
bedingte hohe Flächenbelastung an der Übergangsstelle zwischen äußerem Betonrohr
und Pfahlspitze kann zu bleibenden Verformungen der Stirnfläche des äußeren Betonrohres
führen. Die Folge davon ist, daß nach Entlastung des Rammpfahles von den Rammkräften
numnehr die Spannkräfte vornehmlich über das.Innenrohr auf die Pfahlspitze übertragen
werden und der Spalt zwischen äußerem Betonrohr und Pfahlspitze nicht mehr genug
schließt, um ein Eindringen von Seewasser bei normaler Belastung des eingerammten
Pfahles auf die Dauer zu verhindern.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rammpfahl aus Spannbeton zu schaffeil,
'bei dem ein Undichtwerden an der Übergangsstelle zwischen äußerem Rohr und Pfahlspitze
während' des $inrammens zuverlässig vermieden wird und 'daher eine größere Sicherheit
gegen das Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich der Bewehrung erhalten wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Stoßstelle zwischen
den Betonröhren und der Pfahlspitze im Bereich der Stoßflächen des inneren Betonrohres
und der Pfahlspitze eine unter den Spamikräften der Bewehrung und der normalen Belastung
des eingerammten Pfahles noch merklich elastische Zwischenschicht oder Zwischenlage
angeordnet ist. Ganz allgemein wird also durch diese Maßnahme die normale, also
nach dem Einrammen des Pfahls vorherrschende Abnahme der Übertragung der Spannkräfte
an der Stoßstelle von innen nach außen verhindert, indem die Elastizität -der Zwischenschicht
oder -lage dafür sorgt, daß ein wesentlicher Teil der Spann- und Belastungskräfte
an der Stoßstelle nach außen in den übergangsbereich'zwischen dem äußeren Betonrohr
und der Pfahlspitze abgedrängt wird. Die Folge davon ist, daß auch nach dem Einrammen
des Pfahles, bei dem durch die hohe Überlastung der Stoßflächen während des Rammstoßes
Verformungen an der Stirnfläche des äußeren Betonrohres auftreten
können,
die über die Stirnfläche des äußeren Betonrohres übertragenen Spann- und Belastungskräfte
noch ausreichen, um an dieser Stoßfläche eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten.
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Bekanntlich sind die Rammstoßkräfte, besonders in der Stoßspitze,
sehr groß. Es kann daher erwünscht sein, einen Teil wenigstens der Spitzenkräfte
über die volle Breite der Stoßfläche zwischen innerem und äußerem Betonrohr und
Pfahlspitze zu übertragen. Vorteilhafter-weise ist dabei die Zwischenschicht in
der Weise angeordnet oder ausgebildet, daß die Nachgiebigkeit der Zwischenschicht
oberhalb einer vorbestimmten Stoßbelastung bei der Übertragung der Rammstoßkräfte
praktisch unwirksam ist.
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Die Zwischenschicht darf dabei ihre Elastizität jedoch nicht endgültig
verlieren, damit bei Abnahme der Rammstoßbelastung wieder ein merklicher Anteil
der Spannkräfte allmählich nach außen verdrängt und über die Stoßstelle zwischen
dem äußeren Betonrohr und der Pfahlspitze übertragen wird. Dies kann auf verschiedene
Weise erreicht werden. Einmal wirkt sich die Nachgiebigkeit bei stoßartiger Belastung
weniger aus als bei langsamer oder stetiger Belastung. Die Zwischenschicht kann
auch aus zwei oder mehr Schichten von unterschiedlichem Material bestehen, -on denen
die eine die Übertragung der Spitzenkräfte übernimmt. Auch kann die Pfahlspitze
im Bereich der Stoßfläche mit dem inneren Betonrohr eine ringförmige Ausnehmung
aufweisen, so daß die Zwischenschicht allseitig eingebettet ist und beim Einrammen
nicht seitlich wegfließen kann.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiel des Pfahles gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Rammpfahl im Längsschnitt, F
i g. 2 einen Ausschnitt aus der Wandung des in F i g. 1 dargestellten Rammpfahls,
F i g. 3 im vergrößerten Maßstab die Stoßstelle zwischen den Betonrohren und der
Pfahlspitze, F i g. 4 den gleichen Ausschnitt wie F i g. 3, jedoch mit einer etwas
anderen Ausführungsform der Zwischenschicht, und F i g. 5 eine mehrschichtige Ausbildung
der Zwischenlage.
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Wie insbesondere F i g. 1 zeigt, besteht der Pfahl, bei dem sich die
Erfindung anwenden läßt, aus einem äußeren Betonrohr 1 und einem inneren Betonrohr
2, welches eine vorgespannte Längsbewehrung 3 und gegebenenfalls auch eine ring-
oder spiralförmige Bewehrung 4 aufnimmt. Der Pfahl weist an seinem vorderen Ende
ein Stirnstück in Form einer Pfahlspitze 5 auf, in der mit Hilfe von Ringbügeln
6 od. dgl. die Längsbewehrung 3 verankert ist. Am anderen Ende des Pfahls ist eine
Kopfplatte 7 angeordnet, welche bei der Herstellung des Pfahles zum Vorspannen der
Längsbewehrung 3 dient.
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Wie F i g. 2 zeigt, kann das äußere Betonrohr, welches im allgemeinen
eine geringere Wandstärke als das innere Betonrohr aufweist, aus einzelnen die Herstellung
großer Pfahllängen erleichternden kurzen Schüssen 8 und 9 bestehen, die mittels
einer Labyrinthdichtung 10 aneinandergefügt sind. Das äußere Rohr 1 bildet
bei der Herstellung zusammen mit der Spitze 5 die Form, in die das innere Betonrohr
2 eingeschleudert wird, wobei das äußere Betonrohr zugleich die Vorspannkräfte zum
Vorspannen der Längsbewehrung 3 aufnimmt. Auf der Außenseite des äußeren Betonrohres
ist eine zementreiche Außenhaut 11 vorhanden. Die Innenseite 12 ist jedoch relativ
porig oder rauh, damit sich zwischen dem äußeren Betonrohr 1 und dem inneren
Betonrohr 2 eine innige Verzahnung ausbilden kann und damit die Vorspannkräfte nach
dem Entfernen der Kopfplatte 7 von dem inneren auf das äußere Betonrohr übertragen
werden.
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Wie eingangs dargelegt, ist ein kritischer Punkt bei einem solchen
Pfahl, insbesondere dann, wenn er zu Gründungen in feuchten Gebieten verwendet wird,
die Stoßstelle zwischen den Betonrohren 1, 2 und der Pfahlspitze 5, die in den F
i g. 3 und 4 vergrößert dargestellt ist.
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Um unter allen Umständen eine merkliche Übertragung der Spannkräfte
und damit ausreichende Abdichtung zwischen dem äußeren Betonrohr 1 und der
Pfahlspitze 5 im eingerammten Zustand des Pfahles sicherzustellen, sind elastische
Mittel vorgesehen, welche in der Stoßstelle zwischen innerem Betonrohr 2 und der
Pfahlspitze 5 eingeschaltet sind, um die Übertragung von Kräften an dieser Stoßstelle
zu beeinflussen. Die Kräfte werden damit über die Grenzschicht 12 zwischen den beiden
Betonrohren nach außen in die Stoßstelle 13 zwischen dem äußeren Betonrohr
und der Pfahlspitze 5 abgedrängt. Zu diesem Zweck ist die innere Stoßstelle
14 mit einer Zwischenlage oder Zwischenschicht 15 aus einem elastischen
Material versehen. Diese kann einfach auf die Bodenfläche des Stirnstücks aufgelegt
sein. Sie kann aber auch, wie F i g. 4 zeigt, in einer Ausnehmung 16 der Pfahlspitze
5 eingebettet sein, so daß die Zwischenlage 15 bei fertigem Pfahl allseitig von
Wänden umgeben ist.
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Die Art und Ausbildung der Zwischenschicht 15 ist so gewählt, daß
sie unter allen normalen Verhältnissen, also auch bei Temperaturen in größeren Wassertiefen
eine merkliche Elastizität behält, die auch nach vorübergehender Überbelastung beim
Rammen des Pfahls noch vorhanden ist.
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Die Zwischenlage kann beispielsweise aus einem Nichteisenmetall, wie
Kupfer, bestehen. Als Material für die Zwischenschicht kann man jedoch auch Kunststoff
verwenden, der beispielsweise auf die Bodenfläche des Stirnstücks unmittelbar aufgebracht
ist. Die Dicke der Schicht sowie das verwendete Material richten sich in erster
Linie nach der Größe der von der Längsbewehrung ausgehenden Spannkraft. Auf jeden
Fall ist die Anordnung so zu treffen, daß die Zwischenschicht bei allen normalen
Belastungen des eingerammten Pfahles noch einen merklichen Anteil der Spannkräfte
auf das äußere Rohr 1 abdrängt.
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In besonderen Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn die Zwischenlage
oder Zwischenschicht aus mehreren Schichten 15a, 15b ausgebildet ist, die
aus verschiedenem Material bestehen. Beim Einrammen des Pfahles ist es nämlich erwünscht,
daß während des Rammstoßes auch die Stoßstelle zwischen dem inneren Betonrohr 2
und der Pfahlspitze 5 an der Übertragung des Rammstoßes auf die Pfahlspitze voll
teilnimmt. Zu diesem Zweck muß die Elastizität der Zwischenlage bei Stoßbelastungen,
die noch unterhalb der Maximalbelastung während eines Ranunstoßes liegt, unwirksam
werden. Die Zwischenschicht darf dabei ihre Elastizität jedoch nicht endgültig verlieren,
damit bei Abnahme der Rammstoßbelastung wieder ein merklicher Anteil der Spannkräfte
allmählich nach außen verdrängt und über die Stoßstelle
zwischen
dem äußeren Betonrohr 1 und der Pfahlspitze 5 übertragen wird. Dieser Anteil muß
so groß sein, daß die Stoßflächen des äußeren Betonrohres 1 und der Pfahlspitze
5 unter allen Umständen nach dem Rammstoß dicht aufeinandergepreßt werden, und zwar
mit einer solchen Kraft, daß Wasser od. dgl. nicht in die Stoßstelle eindringen
kann.
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Schichtdicken von etwa 2 mm oder darunter können im allgemeinen zweckmäßig
sein.