Untersuchungen zum Tragverhalten von Duktil-Rammpfählen

Untersuchungen zum Tragverhalten von Duktil-Rammpfählen – Zusammenfassung Johannes Berndt Pfahlrohrsysteme aus duktilem Gusseisen, nachfolgend Duktil-Rammpfähle genannt, wer-den seit mehreren Jahrzehnten zur Lösung vielfältiger Gründungsaufgaben verwendet. Duktil-Rammpfähle bestehen aus Rohren aus duktilem Gusseisen (Duktilrohre) mit Durchmessern von üblicherweise DR= 118 mm bis DR = 170 mm, die i.d.R. mithilfe eines hydraulischen Schlaghammers segmentweise in den dabei vollständig verdrängten Boden eingebracht werden. Diese schlanken Verdrängungspfähle können dabei sowohl mit als auch ohne Mantelverpressung ausgeführt werden. In Deutschland erfolgt die Planung von Pfahlgründungen i.d.R. auf der Grundlage der EA-Pfähle, der Empfehlungen des Arbeitskreises Pfähle der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik. Für eine Vielzahl von Pfahlsystemen sind in der aktuellen EA-Pfähle (DGGT 2012) Erfahrungswerte zur Abschätzung des Tragverhaltens axial beanspruchter Pfähle dokumentiert. Für Duktil-Rammpfähle liegen solche Erfahrungswerte bis dato noch nicht vor. Um einen Beitrag zum Verständnis des Tragverhaltens von Duktil-Rammpfählen zu liefern und Erfahrungswerte zur Abschätzung der Tragfähigkeit auch für dieses Pfahlsystem bereitzustellen, wurden zunächst insgesamt 8 statische, 4 statisch bidirektionale und 8 dynamische Pfahlprobebelastungen in bindigen und nichtbindigen Böden durchgeführt, wobei verschiedene Verfahren zur Messung der axialen Pfahldehnung zum Einsatz kamen und die Baugrundverhältnisse mittels Rammsondierungen, Drucksondierungen und direkten Aufschlüssen erkundet wurden. Die Ergebnisse der Probebelastungen wurden in eine im Rahmen der Dissertation aufgebaute Datenbank für Duktil-Rammpfähle, die 121 Projekte mit insgesamt 391 Datensätzen zu Pfahlprobebelastungen mit zugehöriger Baugrundsondierung enthält, aufgenommen. Die einzelnen Datensätze enthalten Angaben zum Pfahl, zur Pfahl-probebelastung und zur Baugrunderkundung. Auf Grundlage dieser umfangreichen Datenbasis wurde dann eine Interpolationsfunktion identifiziert, mit der das Kraft-Verschiebungsverhalten von Duktil-Rammpfähle approximiert werden kann. Mit Hilfe dieser Interpolationsfunktion wurde eine Näherungsansatz zur Abschätzung der Grenztragfähigkeit aus der Kraft-Verschiebungslinie entwickelt. Die Untersuchungen zur Grenztragfähigkeit von Duktil-Rammpfählen wurde auf der Grundlage der in der Pfahldatenbank dokumentierten statischen Pfahlprobebelastungen mit einem multi-linearen Regressionsmodell geführt. Dabei gelang es, verschiedene Korrelationsbeziehungen für die Pfahlmantelreibung und den Pfahlspitzendruck mantelverpresster Duktil-Rammpfähle zu ermitteln, nämlich mit dem Eindringwiderstand aus Drucksondierungen bzw. schweren Rammsondierungen sowie mit der Rammzeit zur Herstellung von Duktil-Rammpfählen. Auf Grundlage der o.g. Korrelationsbeziehungen wurden für mantelverpresste Duktil-Rammpfählen dann in Anlehnung an die in der EA-Pfähle für andere Pfahlsysteme bereitgestellten Daten Bandbreiten der charakteristischen Mantelreibung und des charakteristischen Spitzendrucks sowohl für nicht-bindige als auch für bindige Böden angegeben. Als Parameter für die Beschreibung der Baugrundeigenschaften wird dabei bei den nicht-bindigen Böden auf den Spitzendruck der Drucksonde und bei den bindigen Böden auf die undrainierte Scherfestigkeit zurückgegriffen.