Was ist ein Mikropfahl?
Ein Mikropfahl ist ein Pfahl mit kleinem Durchmesser, der gebohrt, mit Stahl bewehrt und verpresst wird und Last über den Verbund zwischen Verpressmörtel und Boden abträgt.
Das Referenzhandbuch der FHWA definiert ihn als gebohrten und verpressten, verdrängungsfreien Pfahl mit kleinem Durchmesser (in der Regel kleiner als 300 mm), der in der Regel bewehrt ist. Eine Bohrkolonne bohrt ein Bohrloch, setzt die Stahlbewehrung ein und verpresst das Loch. Das Gerät ist derselbe Typ, der Bodenanker einbaut, und es kann unter jedem Winkel unterhalb der Horizontalen bohren.
Wie ein Mikropfahl Last trägt
Die Stahlelemente tragen den größten Teil oder die gesamte Last. Sie können bis zur Hälfte des Querschnitts des Bohrlochs einnehmen. Der Verpressmörtel überträgt die Last durch Reibung vom Stahl auf den Boden in der Verbundzone, wie bei einem Bodenanker. Der Pfahl ist schlank, deshalb wird sein Spitzenwiderstand in der Regel vernachlässigt. Die Verpressart und die Bodenart bestimmen überwiegend die Verbundfestigkeit.
Verpressarten
Die FHWA ordnet Mikropfähle danach ein, wie die Kolonne den Mörtel einbringt.
- Typ A. Der Mörtel fließt nur unter dem Druck seiner Füllhöhe ein.
- Typ B. Reine Zementsuspension wird unter Druck eingebracht, während die Kolonne die temporäre Verrohrung zieht. Die Drücke betragen in der Regel 0,5 bis 1 MPa.
- Typ C. Der Mörtel fließt zuerst unter seinem Eigengewicht ein, dann ein weiteres Mal durch ein Manschettenrohr mit 1 MPa oder mehr. Die FHWA merkt an, dass diese Art anscheinend nur in Frankreich verwendet wird.
- Typ D. Der Mörtel wird wie bei Typ A oder B eingebracht. Nach dem Erhärten wird bei Bedarf weiterer Mörtel durch ein Manschettenrohr mit 2 bis 8 MPa eingebracht, falls nötig mehrfach auf derselben Ebene.
Einsatzbereiche
Die FHWA nennt zwei Anwendungsgebiete:
- Tragwerksunterstützung: neue Fundamente, Unterfangung, seismische Ertüchtigung und Abstützung von Erdstützbauwerken.
- Bewehrung vor Ort: Hangstabilisierung, Erdrückhalt, Bodenverfestigung und Verringerung von Setzungen.
Ein Mikropfahl kann sich für einen Standort mit eingeschränkter Zufahrt, für Arbeiten nahe bestehender Bauwerke, für schwierigen Untergrund oder bei Grenzwerten für Erschütterungen und Lärm eignen.
Probebelastung
Die Prüfverfahren folgen den Normen für konventionelle Pfähle: ASTM D1143 für Druck, ASTM D3689 für Zug und ASTM D3966 für Querbelastung. Die maximale Prüflast der Eignungsprüfung beträgt in der Regel das 2,0- bis 2,5-Fache der axialen Bemessungslast.
Häufig gestellte Fragen
- Wie groß ist ein Mikropfahl?
- Das Referenzhandbuch der FHWA (US Federal Highway Administration) beschreibt einen Mikropfahl als in der Regel kleiner als 300 mm (12 in.) im Durchmesser. Das ist eine typische Größe und keine feste Grenze.
- Ist ein Mikropfahl ein gerammter Pfahl?
- Nein. Ein Mikropfahl ist ein gebohrter, verdrängungsfreier Pfahl. Das Handbuch sagt, die Herstellung verursacht nur geringe Erschütterungen und Lärm. Deshalb werden Mikropfähle oft zur Unterfangung bestehender Bauwerke eingesetzt.
- Wie wird ein Mikropfahl probebelastet?
- Mit statischen Probebelastungen. Eignungsprüfungen an Vorab-Pfählen prüfen die Bemessungsannahmen für die Verbundzone und das Herstellverfahren. Abnahmeprüfungen an ausgewählten Serienpfählen prüfen, ob der Pfahl seine Bemessungslast trägt.
- Was ist ein Wurzelpfahl?
- Ein Wurzelpfahl (palo radice) ist der italienische Vorläufer des Mikropfahls. Er ist ein Pfahl mit kleinem Durchmesser, gebohrt, ortsbetoniert, leicht bewehrt und verpresst. Ein italienischer Bauunternehmer entwickelte ihn Anfang der 1950er-Jahre, um historische Gebäude zu unterfangen.
Referenzen
- fhwa-nhi-05-039
- Micropile Design and Construction (Reference Manual for NHI Course 132078), FHWA NHI-05-039 U.S. Federal Highway Administration
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