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FRANKIPFAHL NG ® Hohe Pfahllasten Optimale Anpassung an den Baugrund Geräuscharme Herstellung

FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

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Page 1: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

FRANKIPFAHL NG®

Hohe PfahllastenOptimale Anpassung an den BaugrundGeräuscharme Herstellung

Page 2: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

AnwendungsmöglichkeitenDer FRANKIPFAHL NG® kann in einem breiten Spektrum von Baugrundverhältnissen als Tiefgründungselement für Bauwerke aller Art, wie z.B. Verkehrsbauwerke, Industriege-bäude, Docksohlen, Kranbahnen, Windenergieanlagen u.v.m., eingesetzt werden. Besondere Vorteile bietet er dort, wo hohe Lasten abgetragen werden sollen oder der gut tragfähige Baugrund erst in großen Tiefen ansteht. Das Pfahlsystem verfügt über eine Vielzahl von Ausführungsvarianten, so dass es individuell den verschie-densten Baugrundverhältnissen und Baustellensituationen optimal angepasst werden kann. Es können sowohl Lotpfähle als auch Schrägpfähle bis 4:1 geneigt ausgeführt werden.Der FRANKIPFAHL NG® ist aufgrund seiner Fußaufweitung auch für die Aufnahme von Zuglasten gut geeignet. Die Bemessung und die Herstellung von FRANKIPFÄHLEN NG® erfolgt nach Eurocode 7 sowie den nationalen Normen und Empfehlungen DIN 1054, DIN EN 12699 und EA-Pfähle.

Frankipfahl NG®

Das ursprünglich von Edgard Frankignoul zum Patent ange-meldete und weltweit ausgeführte Pfahlsystem beinhaltet die Herstellung des kompletten Pfahls mit gestampftem, erd-feuchtem Beton. Die Schaftherstellung mit fließfähigem Beton und die Fußbemessung, wie sie in Deutschland seit Anfang der 1990er-Jahre üblich sind, ist im übrigen Anwendungsge-biet für den Frankipfahl bisher nur wenig bekannt. Um den Unterschied der beiden Systeme zu verdeutlichen, wird für das neue Verfahren der Name FRANKIPFAHL NG® (Neue Generation) verwendet.

HerstellungsverfahrenDer FRANKIPFAHL NG® ist ein Ortbetonrammpfahl mit wie-dergewonnenem Vortreibrohr. Dieses wird unten mit einem Pfropfen aus trockenem Beton- oder Kiessand wasserdicht verschlossen. Ein im Rohr arbeitender Freifallbär schlägt auf diesen Pfropfen und rammt dadurch das Rohr in den Boden. Die dabei geleistete Rammarbeit (Anzahl Schläge/m) ist ein Maß für die Tragfähigkeit des Bodens am jeweiligen Pfahl- standort.Nach Erreichen der Solltiefe bzw. der Rammkriterien wird der Pfropfen gelöst und die erforderliche Fußbetonmenge ausge-stampft. Anschließend wird ein Bewehrungskorb eingestellt, Beton eingefüllt und das Vortreibrohr wieder gezogen.Sollte der anstehende Boden in der vorgesehenen Absetztiefe keine ausreichende Tragfähigkeit besitzen, kann vor Herstel-lung des Pfahlfußes eine Bodenverbesserung mittels Kies-vorverdichtung ausgeführt werden. Hierbei wird der Boden in einem entsprechenden Bereich unterhalb und oberhalb der Pfahlabsetztiefe durch Ausstampfen von Kies verbessert.

WirtschaftlichkeitDurch die gezielte Anpassung der möglichen Ausführungsvari-anten an den Baugrund und die Baustellensituation ergibt sich eine optimale Ausnutzung in Hinblick auf Tragfähigkeit und Pfahllänge. Seine über 100-jährige Verwendung im Bauge-schehen beruht auf seiner ausgefeilten Technik, den hohen Ausführungsstandards und der hervorragenden Wirtschaft-lichkeit.

Vorteile:n Reduzierung der Pfahlanzahln Reduzierung der Pfahllängenn Verkleinerung der Fundamenten Einsparung von Beton und Stahl

Titelfoto: Befüllung des Betonierkübels mit Beton

Überseequartier, Teilfeld 3, HafenCity, Hamburg

Die neue Ramme 350 FA in Wiesbaden im Einsatz

Pfahlgründung für Zuckersilos Kalkar-Appeldorn

2

FRANKIPFAHL NG®

Pfahlgründung für eine Raffinerie in Örtofta, Schweden

Page 3: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

Neigung bis max. 4:1je nach Gerätetyp

Neigung bis max. 8:1je nach Gerätetyp

erforderliche Breitedes Planums je nach Gerät

Pfropfenaus Betonoder Kies

Ziehen bei derFußausbildung

Verdrängungdes Erdreichs

Nachfüllenvon Beton

Ziehen desVortreibrohres

Nachfüllenvon Beton

Einbau desBewehrungs-korbes

StetswasserdichterAbschluss durchden Pfropfen

Rammen aufden Pfropfen

Ausstampfendes Fußes

VerdichteterBaugrund

Rammbär

Nicht tragfähigerBaugrund

TragfähigerBaugrund

GW

Der Pfahlist fertig und

nach Erhärtungbereit zur

Lastaufnahme

Vortreibrohr

Vortreibrohr ansetzen,Pfropfenbeton einfüllen

und anstampfen

Einrammen desVortreibrohres

durch Innenrammungmit Freifallbär

Ausbildung desPfahlfußes

durch Ausstampfenvon Beton

Einbau desBewehrungskorbes

und Betonierendes Schaftes

Kappen des Pfahl-kopfes; Herrichten derAnschlussbewehrung

1 2 3 4 5FRANKIPFAHL NG®

ohne Kiesvorverdichtung

Nachfüllenvon Kies Nachfüllen

von Beton

Ziehen bei derFußausbildung

Nicht tragfähigerBaugrund

TragfähigerBaugrund

Stets wasser-dichter Abschlussdurch den Pfropfen

Verdrängungdes Erdreichs

VerdichteterBaugrund

Ausstampfendes Fußes

GW

Der Pfahlist fertig und

nach Erhärtungbereit zur

Lastaufnahme

Einrammen des Vortreibrohresdurch Innenrammung mit

Freifallbär bis in dentragfähigen Baugrund

Ausstampfen vonKies unter Ziehen

des Rohres

Zurückrammen desRohres in den zuvorausgestampften Kies

Ausbilden desPfahlfußes

durch Ausstampfenvon Beton

Kappen des Pfahl-kopfes; Herrichten derAnschlussbewehrung

1 2 3 4 5FRANKIPFAHL NG®

mit Kiesvorverdichtung

Herstellungsverfahren

FRANKI-Ramme

Ausgerammter Fuß des FRANKIPFAHLES NG®

Spezifikation• sehr hohe Pfahllasten• sehr geringe Setzungen• volle Bodenverdrängung• optimale Anpassung an den Baugrund• Fußvergrößerung• Durchmesser: 42, 51, 56, 61, 71 cm

Anwendungen• Bauwerke aller Art• bei kontaminiertem Baugrund• bei stark wechselnden Baugrundverhältnissen

3

Page 4: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

FRANKIPFÄHLE NG® in kontaminierten Böden

Herstellungsablauf bei einem

FRANKIPFAHL NG® mit Verdrängungsspitze

Herstellungsablauf bei einem

FRANKIPFAHL NG® mit Dichtungsplombe

1 Durchrammen und

seitliches Verdrängen der kontaminierten Schicht

mit der Pfahlspitze

2 Einrammen in die Tragschicht

3Ausrammen des Pfahlfußes und Herstellen des Pfahlschaftes

2 Ziehen des Rohres und gleichzeitiges

Füllen des freigege-benen Querschnitts

mit Dichtmasse

UmweltfreundlichkeitDie Herstellung des FRANKIPFAHLS NG® erfolgt aufgrund der Innenram-mung emissionsarm. Bei geeigneten Randbedingungen sind Gründungen mit diesem Pfahlsystem auch in der Nähe bestehender Bauwerke möglich. Durch die volle Bodenverdrängung entfällt eine Förderung von Boden- material, Auflockerungen im Boden sind daher ausgeschlossen. Das Pfahlsystem hat sich bei Bauvorhaben an kontaminierten Standorten vielfach bewährt.

Vorteile:n Kein Transport von Bodenaushubn Vergleichsweise geringer Betonverbrauchn Beton wird vor Ort gekauft (keine langen Transporte aus einem Fertigteilwerk)

Rammrohr fertiger FRANKIPFAHL NG®

KontaminierterBaugrund

TragfähigerBaugrund

Sperrschicht

60°

verlorene Spitze

1Einrammen des

Vortreibrohres für die Plombe in die

Sperrschicht

3 Durchrammen der

Dichtmasse mit dem Ramm-rohr und Herstellung des

Frankipfahles nach dem üblichen Herstellungsverfahren

KontaminierterBaugrund

TragfähigerBaugrund

Sperrschicht Dichtmasse

Vortreibrohr für die Plombe

4

fertiger FRANKIPFAHL NG®

Page 5: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

0 5 10 15 200

2

4

6

8

10

12

14

16

Tiefe [m]

18

20

qc [MN/m2]

00

2

4

6

8

10

12

14

16Tiefe [m]

qc [MN/m2]5 10 15 20

Kiesvor-verdichtung

Setzung [mm]50

Klei

Torf

A

Auffüllung

Klei

Torf

SandKlei

Sand

Schluff

Mutterboden

Kies/Steine

Sand

Kies/Steine

Sand

Ton

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

5,0

10

30

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

Setzung [mm]

5,0

10

30

50

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

kN

1800

2200

2800

3500

6000

kN

1400

1800

2200

2600

4000

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

kN

700

900

1000

1100

1300

kN

500

700

800

900

1100

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

0 5 10 15 200

2

4

6

8

10

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14

16

Tiefe [m]

18

20

qc [MN/m2]

00

2

4

6

8

10

12

14

16Tiefe [m]

qc [MN/m2]5 10 15 20

Kiesvor-verdichtung

Setzung [mm]50

Klei

Torf

A

Auffüllung

Klei

Torf

SandKlei

Sand

Schluff

Mutterboden

Kies/Steine

Sand

Kies/Steine

Sand

Ton

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

5,0

10

30

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

Setzung [mm]

5,0

10

30

50

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

kN

1800

2200

2800

3500

6000

kN

1400

1800

2200

2600

4000

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

kN

700

900

1000

1100

1300

kN

500

700

800

900

1100

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

Probebelastung eines FRANKIPFAHLES NG®

im nichtbindigen Boden, Pfahl Ø 51 cm

Probebelastung eines FRANKIPFAHLES NG®

im bindigen Boden, Pfahl Ø 56 cm

Bodenprofil Drucksondierung Widerstands - Setzungs - Linie

Bodenprofil Drucksondierung Widerstands - Setzungs - Linie

Baugrund n Belastung

Technische Daten

Die Belastungen und Rohrdurchmesser sind auf die jeweiligen Bodenverhältnisse abzustimmen. Dabei beraten wir Sie gern!

5

0 5 10 15 200

2

4

6

8

10

12

14

16

Tiefe [m]

18

20

qc [MN/m2]

00

2

4

6

8

10

12

14

16Tiefe [m]

qc [MN/m2]5 10 15 20

Kiesvor-verdichtung

Setzung [mm]50

Klei

Torf

A

Auffüllung

Klei

Torf

SandKlei

Sand

Schluff

Mutterboden

Kies/Steine

Sand

Kies/Steine

Sand

Ton

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

5,0

10

30

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

Setzung [mm]

5,0

10

30

50

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

kN

1800

2200

2800

3500

6000

kN

1400

1800

2200

2600

4000

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

kN

700

900

1000

1100

1300

kN

500

700

800

900

1100

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

0 5 10 15 200

2

4

6

8

10

12

14

16

Tiefe [m]

18

20

qc [MN/m2]

00

2

4

6

8

10

12

14

16Tiefe [m]

qc [MN/m2]5 10 15 20

Kiesvor-verdichtung

Setzung [mm]50

Klei

Torf

A

Auffüllung

Klei

Torf

SandKlei

Sand

Schluff

Mutterboden

Kies/Steine

Sand

Kies/Steine

Sand

Ton

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

5,0

10

30

0 2,0 3,0 4,0 6,00

40

20

1,0 Belastung[MN]

Setzung [mm]

5,0

10

30

50

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

kN

1800

2200

2800

3500

6000

kN

1400

1800

2200

2600

4000

Vortreib-rohr �

in nichtbindigenBöden

in halbfestenbindigen Böden

mm

420

510

560

610

710

kN

700

900

1000

1100

1300

kN

500

700

800

900

1100

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

mit Fußbemessungnach EA-Pfähle

Charakteristische Einwirkung EK* Druck

Charakteristische Einwirkung EK* Zug

*R2,K

(1054 : 2005), Gebrauchslast (1054 : 1976)

Page 6: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

Pfahllasten bis 6000 kN

Vergleich Vergleich Gründung der Silos (Nk = 680,4 MN) mit beiden Systemen

124 Bohrpfähle, ø 1,20 m

106 Megapfähle, ø 0,71 m

Bohrpfähle Fundamentplatte ø 45 m

29 m

Megapfähle Ringfundament ø 29,6 m

22 m

8.800 m3 2 Betonvolumen: Pfähle + Fundament 1 2.400 m3

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

OK Pfahl

qc [MN/m2]

Drucksondierung

6

Seit 2009 wird der FRANKIPFAHL NG® auch mit einem Schaftdurchmesser von 71 cm hergestellt. Diesen FRANKIPFAHL NG® nennen wir Megapfahl.

MegapfahlMit einem schlanken Schaftdurchmesser von 71 cm können jetzt charakteristische Einwirkungen (Ek) bis 6000 kN je nach Baugrund mit den gewohnt gerin-gen Setzungen abgetragen werden.

AnwendungsmöglichkeitenDer Megapfahl kann in einem breiten Spektrum von Baugrundverhältnissen als Tiefgründungsele-ment für Bauwerke mit hohen Vertikallasten, wie z. B. Kraftwerke, Brücken und Industriegebäude, eingesetzt werden.

Statische Probebelastung bis 15 MN

BemessungDie Bemessung und die Herstellung von FRANKI-PFÄHLEN NG® erfolgt nach Eurocode 7 sowie den nationalen Normen und Empfehlungen DIN 1054, DIN EN 12699 und EA-Pfähle.

WirtschaftlichkeitDie hohe Tragfähigkeit ermöglicht selbst bei sehr großen Stützenlasten die Fundamente gegenüber anderen Pfahlsystemen deutlich zu verkleinern.

Umweltfreundlichkeitn Emissionsarme Herstellung durch Innenrammung n Volle Bodenverdrängung n Einsatz an kontaminierten Standorten möglichn Vergleichsweise geringer Betonverbrauch

Vorbereitung der Fundamente Freigelegte Bewehrung

Silo im Rohbau

Megapfahl

Beschreibung

Page 7: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

Statische Probebelastung

eines Megapfahles, Pfahl Ø 71 cm,

Kraftwerk Wilhelmshaven

Aufnehmbare char. Biegemomente mit einem Beton C35/45

Nk [kN]0 1000 2000 3000 4000 50001000

800

600

400

200

0max. Mk [kNm]

D=71 cm

D=61 cm

D=51 cm

60001000

800

600

400

200

0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Nk [kN]

max. Mk [kNm]

D=71 cm

D=61 cm

D=51 cm

Bodenprofil Drucksondierung Widerstands - Setzungs - Linie

qc [MN/m2] 0 4 6 8 120

40

20

2 Belastung[MN]

Setzung [mm]

10

10

30

50

60

14KleiKlei + SandSand + KleiSand

Sand

SandPleistozän

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

Sand + Klei

Sand + Klei

qc [MN/m2] 0 4 6 8 120

40

20

2 Belastung[MN]

Setzung [mm]

10

10

30

50

60

14KleiKlei + SandSand + KleiSand

Sand

SandPleistozän

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

Sand + Klei

Sand + Klei

qc [MN/m2] 0 4 6 8 120

40

20

2 Belastung[MN]

Setzung [mm]

10

10

30

50

60

14KleiKlei + SandSand + KleiSand

Sand

SandPleistozän

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

Sand + Klei

Sand + Klei

Dynamische Probebelastung

eines Megapfahles, Pfahl Ø 71 cm,

Hamburg

Bodenprofil Drucksondierung

A Auffüllung

Klei

Torf

Sand

Sand

Sand +

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

Kiesvor-verdichtung

Spitzendruckanteil

Gesamtlast

3,75 7,5 Belastung[MN]

11,25 15,00

5

Setzung [mm]

10

15

20

qc [MN/m2]

A Auffüllung

Klei

Torf

Sand

Sand

Sand +

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

Kiesvor-verdichtung

Spitzendruckanteil

Gesamtlast

3,75 7,5 Belastung[MN]

11,25 15,00

5

Setzung [mm]

10

15

20

qc [MN/m2]

A Auffüllung

Klei

Torf

Sand

Sand

Sand +

0 5 10 15 200

2

4

6

25 30

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Tiefe [m]

28

32

30

Kiesvor-verdichtung

Spitzendruckanteil

Gesamtlast

3,75 7,5 Belastung[MN]

11,25 15,00

5

Setzung [mm]

10

15

20

qc [MN/m2]

Widerstands - Setzungs - Linie

7

Biegemomente

Baugrund n Belastung

Page 8: FRANKI Grundbau FRANKIPFAHL NG

Komplette Grundbauprojekte

nPfahlgründungennBaugrubennSchlitzwändenDichtwändenGebäudesicherungennBodenverbesserungstechniken

FRANKI Grundbau GmbH & Co. KG

Sitz der GesellschaftHittfelder Kirchweg 24-2821220 SeevetalTel.: +49 4105 869-0Fax: +49 4105 869-124Mail: [email protected]

Windpark Schlalach

HKW Tiefstack, HamburgBrücke über die Stör, A23, Itzehoe

THINK K – Killesberghöhe, Stuttgart Mercedes-Benz Museum, Stuttgart

Marco Polo Tower, Hamburg

2017

Fertige Bauwerke

FRANKIPFAHL NG® ist eine geschützte Wortmarke:Deutsche Marke 30 2010 013 716.9/37„FRANKIPFAHL NG“ (Wortmarke),FRANKI Grundbau GmbH & Co. KG, in den Klassen 19, 37, 42

www.franki.deKompetenz, auf die Sie bauen können