Wie werden Mikropfähle gesetzt?
Das Setzen von Mikropfählen geschieht mit speziellen Bohr-Setz-Maschinen. Diese bestehen aus einem normalen Bagger-Kettenfahrwerk und einer Setzvorrichtung. Diese ist um 90° schwenkbar. Mit einem Spiralbohrer wird das Erdreich punktförmig bis zur gewünschten Tiefe entfernt. Der Bohrer lässt sich beliebig weit verlängern. So kann auch bei lockeren, schlecht tragfähigen Untergründen ein Mikropfahl mit ausreichender Seitenreibung gesetzt werden. Nach dem Setzen der Erdbohrung wird zunächst ein Betonkorb eingeführt. Anschließend wird das Bohrloch mit Beton verfüllt. Der Beton nimmt dabei die Außenkontur an, die vorher vom Spiralbohrer geformt wurde. Damit wird die Rauheit und die Reibung optimiert. Bei vertikalen Bohrungen ist eine Verfüllung per Kübel oder Betonpumpe möglich. Horizontal gesetzte Mikropfähle werden mit Druckbeton verfüllt.
Einsatzgebiete für Mikropfähle
Die Hauptfunktion von Mikropfählen sind Sicherungen im Grundbau. Sie dienen zur Verankerung von Bodenplatten, wenn keine Streifenfundamente gesetzt werden können oder dürfen. Ihre besondere Stärke ist bei der horizontalen Verankerung. Hier haben sie ein besonders breites Einsatzgebiet. Mikropfähle werden erfolgreich in folgenden horizontalen Anwendungen eingesetzt:
- Sicherung von Spundwänden
- Verankerung von Fangnetzen
- Anbringung von Stützen
- Montage von Masten an Felshängen
- Sicherung von Bodenplatten
Spundwände bestehen aus starken, gekanteten Trapezblechen. Sie werden entlang der Seitenwände von Baugruben gesetzt. Spundwände schützen damit die Arbeiter in den Baugruben vor nachrutschendem Erdreich. Der Einsatz dieser Grubensicherung ermöglicht den Bau von senkrechten Gruben. Das spart Arbeitszeit, Kraftstoff und Material. Senkrechte Grubenwände sind jedoch besonders durch Rutschbewegungen gefährdet. Die dicken Blechwände sollen das verhindern. Dazu werden die Trapezbleche mithilfe von Mikropfählen waagerecht in der Wand verankert und mit der Spundwand verschraubt. Nach dem Entfernen der Verschraubung lässt sich die Spundwand wieder nach oben herausziehen. Der Mikropfahl verbleibt im Erdreich.
Da sich Mikropfähle in jedem Winkel setzen lassen, eignen sie sich sehr gut zur Aufnahme unterschiedlicher Lasten. Schräg gesetzte Pfähle werden beispielsweise gerne beim Bau von Lärmschutzwänden entlang von Bahntrassen verwendet. Sie können die dynamischen Vibrationen der vorbeifahrenden Züge sehr gut aufnehmen. Ein anderer Anwendungsfall ist der Bau von Strommasten. Diese sind meistens aus Kostengründen nur flach gegründet, haben aufgrund ihrer Höhe aber ein hohes Kippmoment. Um dieses aufzufangen, werden die Punktfundamente durch sternförmig angeordnete Mikropfähle ergänzt.
Unterschiedliche Pfahltypen im Grundbau
Mikropfähle werden auch "Kleinbohrverpresspfähle" genannt. Ihr Aufbau und Einsatz ist in der DIN EN 14199 geregelt. Sie sind in zwei Pfahltypen verfügbar:
- GEWI-Pfähle (Vollstabsysteme)
- TITAN Mikropfähle (Rohrverpresspfahlsysteme).
GEWI-Vollstabsysteme sind Verpresspfähle. Sie können Zug- und Druckkräfte (in gewissem Umfang auch Scherkräfte) in den Baugrund übertragen. Wie alle Mikropfähle werden GEWI-Vollstabsysteme mit einem Ankerbohrgerät gesetzt. Den Vorgang nennt man "Abteufen". Anschließend wird er synchron zur Betonverfüllung wieder herausgedreht.
TITAN Mikropfähle unterscheiden sich von den GEWI-Pfählen durch ihren einfacheren Einbau aber auch durch ihren Verlust. Beim Setzen des Pfahls geschieht die Bohrung über eine Bohrkrone und ein hohles Rohr mit Außengewinde. Dieses Gewinde hat jedoch keinen Kontakt zum Erdreich. Es dient nur zur optimalen Verankerung des Gewindestabes mit der Betonummantelung. Während des Bohrvorgangs wird eine Spülflüssigkeit durch das Rohr und die Bohrkrone geleitet. Diese kühlt den Bohrkopf, spült das gelöste Erdreich aus und erzeugt den gewünschten Hohlraum um den Gewindestab herum. Anschließend wird das Loch mit Zement verfüllt. Der gesetzte Pfahl bleibt im Bohrloch bestehen. Dafür ist eine zusätzliche Armierung nicht erforderlich. Dies wird durch den eingeführten Gewindestab gewährleistet.
Nicht nur bei Neubauten
Dieser Spezialtiefbau leistet nicht nur bei neuen Bauvorhaben hervorragende Dienste. Ein großer Teil der Mikropfähle werden bei Sanierungsarbeiten eingesetzt. Sie bieten einen kostengünstigen Ersatz für zu schwach gewordene Fundamente. Darüber hinaus lassen sich mit dieser Technik auch ganze Gebäude wieder anheben und ausnivellieren. Das ist eine gute Nachricht für Käufer von Einfamilienhäusern, bei denen statisch gefährdende Setzungen aufgetreten sind. Mit diesen Grundbau Unterstützungen lässt sich das Haus wieder ausnivellieren. Es ist damit wieder sicher. Setzrisse werden vermieden und die Statik ist nicht mehr gefährdet.
Dieser Spezialtiefbau wird darüber hinaus auch immer häufiger bei Betonsanierungen aller Art verwendet. Brüchige Brückenfundamente lassen sich damit schnell und kostengünstig wieder stabilisieren. Die Lebensdauer ansonsten gesunder Konstruktionen lässt sich durch diese Pfahltypen nochmals um einige Jahre verlängern. Das ist ein großer Beitrag für einen kostenschonenden und nachhaltigen Umgang mit knappen Ressourcen.
