Transcript
FRANKIPFAHL NG®
Hohe PfahllastenOptimale Anpassung an den BaugrundGeräuscharme Herstellung
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
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
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®
0 5 10 15 200
2
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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
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
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10
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14
16
Tiefe [m]
18
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qc [MN/m2]
00
2
4
6
8
10
12
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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)
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
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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
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
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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
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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
Komplette Grundbauprojekte
nPfahlgründungennBaugrubennSchlitzwändenDichtwändenGebäudesicherungennBodenverbesserungstechniken
FRANKI Grundbau GmbH & Co. KG
Sitz der GesellschaftHittfelder Kirchweg 24-2821220 SeevetalTel.: +49 4105 869-0Fax: +49 4105 869-124Mail: info@franki.de
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
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