-
Verfahren zur Ermittlung der Tragfähigkeit von Pfählen Die bisherigen
Verfahren zur Bodenuntersuchung liefern oft nur einen unvollkommenen Überblick über
diejenigen Eigenschaften des Bodens, die für die Beurteilung der Tragfähigkeit einer
Pfahlfundierung von Bedeutung sind. Es bleibt deshalb in der Praxis oft nichts anderes
übrig, als eine Anzahl Probepfähle herzustellen und dann die Pfähle einer üblichen
Probebelastung zu unterziehen.
-
Solche Probebelastungen haben den Nachteil, daß sie sehr kostspielig
sind und über die Eigenschaften des Bodens selbst nur ganz rohe Anhaltspunkte liefern.
Beim Verfahren der Erfindung treten diese Nachteile nicht auf, indem hierbei gleichzeitig
bestimmte Eigenschaften des Baugrundes erforscht werden.
-
Die Tragfähigkeit von Ramm- und Ortpfählen beruht zu einem wesentlichen
Teil auf der Verdrängung und damit der Verdichtung des Bodens, vor allem bei Pfählen,
die aus irgendeinem Grunde nicht bis auf festen, tragfähigen Boden hinabgeführt
werden können. Je stärker der Boden verdichtet wird, um so größer ist naturgemäß
seine Tragfähigkeit bzw. die Reibung zwischen dem Boden und dem Pfahl, durch den
der Boden verdrängt worden ist. Diese Verdrängung des Bodens erfolgt nach den bekannten
Verfahren durch das Hineintreiben oder Hineindrücken eines fertigen Pfahles oder
von noch nicht abgebundenem Beton oder sonstigen Baustoffen in den Boden. Auch ist
.es bekannt, Ortpfähle mittels gefalteter Mäntel herzustellen, indem die im Erdreich
künstlich ausgeweiteten Mäntel mit einem Baustoff ausgefüllt werden.
-
Das Verfahren der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß .ein
bei Herstellung von Ortpfählen bereits zur Verwendung kommender ausdehnungsfähiger,
allseitig geschlossener und mit einem Stutzen zur Einleitung eines Druckmittels
versehener Mantel, z. B. aus Blech, von der Länge des Pfahles in das Erdreich eingebracht
und derjenige Druck des eingeführten Druckmittels, z. B. Druckwasser, gemessen wird,
bei dem die vom Mantel nach erfolgter Ausdehnung verdrängte Bodenmenge gleich der
vorn Pfahl zu verdrängenden Menge ist. Iri diesem Falle entspricht der im Mantel
erzeugte spezifische Druck dem Seitendruck, den der Boden schließlich auf den Pfahl
ausübt. Aus der Größe dieses Druckes läßt sich die Größe der Reibung am Pfahlumfang
und der dadurch bedingten Tragfähigkeit des Pfahles rechnerisch ohne weiteres genau
ermitteln, da die Reibungszahlen bekannt sind oder für bestimmte Böden von Fall
zu Fall leicht ermittelt werden können. Der Mantel kann auch aus Einzelmänteln bestehen,
die in der Längsachse übereinander angeordnet sind. Im Bereich der verschiedenen
Bodenschichten kann dann jeweils ein bestimmter Druck des Druckmittels ausgeübt
werden, indem jeder Einzelmantel eine eigene Anschlußleitung zur Zuführung des Druckmittels
erhält.
-
Das Einbringen der gefalteten Mäntel aus Blech in das Erdreich erfolgt
beispielsweise zweckmäßig durch Einrammen, wobei natürlich
vorausgesetzt
ist, daß der gefaltete Mantel genügend knicksicher ist und die Rammschläge ohne
Nachteil verträgt. Erhalten solche gefalteten Mäntel z. B. einen sternförmigen Querschnitt,
so lassen sie sich bei genügender Stärke des Mantelbleches und geeigneter Ausbildung
des Kopfes ohne Schwierigkeit in das Erdreich einrammen. Erfindungsgemäß wird dann
in einen solchen Mantel ein Druckmittel, z. B. Druckwasser, eingeleitet, so daß
er sich ausdehnt und dabei den Boden zusammen mit dem schon beim Rammen verdrängten
Boden seitlich wegdrückt.
-
Es kann auch zweckmäßig sein, den gefalteten Mantel in bekannter Weise
mittels eines Vortreibrohres, das nachher wieder herausgezogen wird, in das Erdreich
einzubringen. Hierbei wird z. B. ein Vortreibrohr mit sogenannter verlorener Vortreibspitze
in den Boden. gerammt, dann der Mantel in dieses eingeführt und schließlich das
Vortreibrohr wieder herausgezogen. Dabei bleibt die Rohrspitze im Boden zurück.
Ein solches Vortreibrohr kann auch in bekannter Weise in den Boden hineingedreht
werden, so daß der Boden wie beim Rammen vom Rohr seitlich verdrängt wird. Das genannte
Vortreibrohr kann natürlich in bekannter Weise auch ohne Vortreibsp,itze, z. B.
durch Ausbohren des Erdreichs, abgesenkt werden. Da hierbei ein Teil des Bodens
beseitigt wird, so inuß der vom ausgedehnten Mantel schließlich verdrängte Raum
gleich der vom Pfahl zu verdrängenden Erdmenge, vermehrt um die beseitigte Menge,
sein.
-
Wie schon oben erwähnt, kann aus der Größe des Druckes die auf Reibung
beruhende Tragfähigkeit des Pfahles rechnerisch ermittelt werden. Aufschluß hierüber
erhält man aber auch durch den Versuch mittels Zugkräfte, die am oberen Ende des
Mantels ausgeübt werden, bzw. durch Herausziehen des Mantels aus dem Boden während
der Wirkung des erreichten Prüfdruckes im Mantel. Das Herausziehen des Mantels kann
in einfacher Weise beispielsweise nach den Abb. z oder 2, die Vertikalschnitte durch
solche ausgedehnten Mäntel darstellen, erfolgen. Hierbei erfolgt das Herausziehen
des Pfahles mittels hydraulischer Pressen r, die in seiner Nähe auf den Boden bzw.
auf Grundplatten p aufgestellt sind und sich beispielsweise nach oben gegen einen
Träger t stützen, der mit dem Mantel s zugfest verbunden ist. Da die von den Pressen
ausgeübte Kraft genau meßbar ist, so ist damit auch die Zugkraft z bekannt, die
notwendig ist, um den Mantel s bei einem bestimmten Innendruck aus dem Boden herauszuziehen
bzw. die Reibung am Mantelumfang zu überwinden. Es steht natürlich nichts im Wege,
bei Verwendung von Zementmörtel als Druckmittel den Mantel erst nach dem Abbinden
des Mörtels herauszuziehen.
-
Zwecks Ermittlung der Mantelausdehnung kann z. B. auch Sand in einzelnen
Schichten eingefüllt werden, wobei aus der dann gemessenen .Schichthöhe und der
jeweils eingebrachten Sandmenge der im Bereich dieser Schicht vorhandene mittlere
Durchmesser des Mantels rechnerisch festgestellt werden kann.
-
Es ist natürlich ohne weiteres möglich, die Mantelausdehnung in den
einzelnen Höhenlagen mittels geeigneter Einrichtungen zu messen und auf diese Weise
Form und Inhalt des Mantels bei Wirkung eines bestimmten Innendruckes genau zu ermitteln.
-
Als Druckmittel kann Druckwasser, Druckluft oder sonst eine Flüssigkeit
oder ein Gas oder ein Gemisch einer Flüssigkeit mit einem Bindemittel und Zuschlagstoffen
u. dgl., z. B. wie schon oben erwähnt Zementmörtel, verwendet werden.
-
Die ausdehnungsfähigen Mäntel können aus jedem beliebigen geeigneten
Material bestehen, z. B. aus Eisenblech usw.