Bohrpfähle im Spezialtiefbau

Bohrpfähle nach DIN EN 1536

Die Ausführung von Bohrpfählen ist in der DIN EN 1536 beschrieben. Grundsätzliches Merkmal der Pfähle dieser Norm ist die Bodenverdrängung bei der Herstellung. In der Norm werden verschiedene Verfahren beschrieben die den Boden ganz oder teilweise fördern.

Die unterschiedlichen Systeme in der DIN EN 1536

Die Pfahlsysteme können grundsätzlich in zwei Gruppen eingeteilt werden:

  • Bohrpfähle
    • Verrohrt, mit und ohne Wasserauflast
    • Unverrohrt mit und ohne Suspensionsstützung
  • Teilverdrängungsbohrpfähle
    • mit großen Seelenrohrdurchmesser (ds/da ≥ 0,6)
    • mit kleinem Seelenrohrdurchmesser (ds/da < 0,6)

Verrohrte Bohrpfähle

Die Durchmesser von Bohrpfählen liegen zwischen 30 und 200 cm. Die Bohrtiefe kann über 100 m betragen.

Bei der Herstellung von verrohrten Bohrpfählen wird ein Bohrrohr drehend in den Boden gedrückt. Das Bohrrohr ist unten offen, sodass der anstehende Boden in das Rohr eindringt. Der Boden wird mit Greifer aus dem Rohr entnommen und das Rohr weiter in den Untergrund gedrückt. Bei Erreichen des Grundwassers muss der Aushub unter Wasser erfolgen. Der Wasserstand innerhalb des Bohrrohres ist dabei mindestens 1,0 m oberhalb der Außenwasserstandes zu halten, um ein Eindringen von Wasser und Boden in das Bohrrohr zu verhindern. Durch unkontrolliertes Eindringen von Boden kommt es zu Auflockerungen in der Umgebung des Pfahles und somit zur Verringerung der Pfahltragfähigkeit bzw. zu Schädigungen an Bauwerken in der unmittelbaren Umgebung. Ist die geplante Tiefe erreicht, muss die Bohrlochsohle gereinigt und die Schwebteile aus dem Bohrwasser entfernt werden. Befindet sich die Unterkante der Bohrung im Grundwasser, muss der Pfahl im Kontraktorverfahren betoniert werden. Hierbei wird nach dem Einstellen des Bewehrungskorbes ein Schüttrohr bis auf den Boden der Bohrung abgesenkt. Das Befüllen der Bohrung mit Beton erfolgt durch das Schüttrohr an der Bohrsohle beginnend nach oben. Der Beton verdrängt dabei das im Bohrrohr befindliche Wasser nach oben.

Unverrohrte Bohrpfähle

Unverrohrte Bohrpfähle können nur in standfesten Böden oder Fels ausgeführt werden. Wenn der Boden nicht standfest genug ist, ist es erforderlich die Erdwandungen mit einer Bentonitsuspension zu stützen. So kann verhindert werden, dass es zu unkontrollierten Bodeneintrag in die Bohrung und zu Auflockerungen in der Umgebung kommt. Zur Führung des Greifers an der Oberseite der Bohrung wird auf den oberen Metern ein Führungsrohr gesetzt. Im Weiteren erfolgt der Aushub ohne Verrohrung unter ständiger Stützung der Erdwandung durch die Suspension. Der Spiegel der Suspension innerhalb der Bohrung ist dabei mindestens 1,5 m oberhalb der Außenwasserstandes zu halten, um die Standsicherheit der Erdwandung zu gewährleisten. Ist die geplante Tiefe erreicht, muss die Bohrlochsohle gereinigt und die Schwebteile aus der Suspension entfernt werden. Anschließend wird der Pfahl im Kontraktorverfahren betoniert. Hierbei wird nach dem Einstellen des Bewehrungskorbes ein Schüttrohr bis auf den Boden der Bohrung abgesenkt. Das Befüllen der Bohrung mit Beton erfolgt durch das Schüttrohr an der Bohrsohle beginnend nach oben. Der Beton verdrängt dabei die in der Bohrung befindliche Suspension nach oben.

Teilverdrängungs­­bohrpfähle mit großem Seelenrohr­durchmesser

Die Durchmesser von Teilverdrängungs­bohrpfählen liegen zwischen 40 und 80 cm. Die Bohrtiefe kann über 30 m betragen.

Bei der Herstellung von Teilverdrängungs­bohrpfählen mit großem Seelenrohrdurchmeser wird ein Bohrrohr mit umlaufender Wendel drehend in den Boden gedrückt. Das Bohrrohr ist unten wasserdicht mit einer Fußplatte verschlossen. Dadurch und durch die umlaufende Wendel wird der Boden zum Teil verdrängt und zu Teil nach oben gefördert. Um eine zu große Bodenförderung und damit eine Auflockerung in der Umgebung zu verhindern, ist das richtige Verhältnis zwischen Vortrieb und den jeweiligen Umdrehungen des Rohres sehr wichtig. Ist die geplante Tiefe erreicht, kann der Bewehrungskorb und das Bohrrohr eingestellt werden. Auch unterhalb des Grundwassersspiegels kann der Beton im Trockenen in das Rohr eingebaut werden, da die Fußplatte das Eindringen von Wasser verhindert. Wenn das Rohr mit Beton gefüllt ist, wird das Rohr ohne Drehung bzw. in gleicher Drehrichtung wie beim Einbringen, gezogen.

Teilverdrängungs­bohrpfähle mit kleinem Seelenrohrdurchmesser

Auch bei der Herstellung von Teilverdrängungs­bohrpfählen mit kleinem Seelenrohrdurchmeser wird ein Bohrrohr mit umlaufender Wendel drehend in den Boden gedrückt. Auch hier ist das Bohrrohr nach unten wasserdicht, da es mit einer Fußplatte verschlossen ist. Dadurch und durch die umlaufende Wendel wird der Boden in großem Maße nach oben gefördert. Um eine zu große Bodenförderung und damit eine Auflockerung in der Umgebung zu verhindern, ist das richtige Verhältnis zwischen Vortrieb und den jeweiligen Umdrehungen des Rohres sehr wichtig. Ist die geplante Tiefe erreicht, muss die Bohrung zuerst mit Beton gefüllt werden. Aufgrund des kleinen Seelenrohrdurchmessers ist ein einstellen des Korbes nur nach dem Ziehen des Bohrrohres möglich. Auch unterhalb des Grundwassersspiegels kann der Beton im Trockenen in das Rohr eingebaut werden, da die Verschlussklappe das Eindringen von Wasser verhindert. Wenn das Rohr mit Beton gefüllt ist, wird das Rohr ohne Drehung bzw. in gleicher Drehrichtung wie beim Einbringen gezogen. Um den zielsicheren Einbau des Bewehrungskorbes zu gewährleisten, muss die unmittelbar nach dem Ziehen des Bohrrohres erfolgen. Der Einbau des Bewehrungskorbes kann mit Unterstützung durch einen Rüttler erfolgen.