Damit Brücken sicher stehen

Wie lässt sich der Gesamtwiderstand von Bohrpfählen im Fels erhöhen? Das erforschten Prof. Dr. Dietmar Mähner und Ansgar Korte vom Institut für unterirdisches Bauen (IuB) der FH Münster.

Brücken führen Fahrzeuge und Fußgänger sicher über mitunter unwegsames Gelände. Dass die Konstruktionen selbst bei nicht tragfähigem Baugrund sicher stehen, ist Bohrpfählen zu verdanken. Dabei bohren Bauarbeiter zunächst Löcher in die Erde und führen zum Schutz der Löcher ein Stahlrohr mit herunter. Die Löcher werden so tief gebohrt, bis sie tragfähigen Grund erreicht haben. Anschließend wird die Verrohrung wieder gezogen und gleichzeitig das Loch mit Beton verfüllt. Bis zu 45 Meter tief reichen diese Bohrpfähle. Ihre Aufgabe: Sie leiten die Lasten von Brücken – aber auch anderen Bauwerken wie Gebäude – in tieferliegende, tragfähigere Bodenschichten ab. Das funktioniert durch den Widerstand. Der wird zum einen aktiviert, indem der Pfahlfuß auf tragfähigem Boden steht, zum anderen durch die Reibung des umgebenden Bodens an der Außenhülle des Pfahls. Doch letzteres tritt erst ein, wenn der Pfahl in den Boden einsinkt: Nimmt die Senkung zu, also versinkt der Pfahl tiefer im Boden, erhöht sich auch der Widerstand bis zur maximal aktivierbaren Mantelreibung. Ist die Senkung kaum vorhanden, fällt die Mantelreibung weg. Wie sie dennoch eintreten und somit der Gesamtwiderstand vergrößert werden kann, haben Prof. Dr. Dietmar Mähner und Ansgar Korte, wissenschaftlicher Mitarbeiter, vom Institut für unterirdisches Bauen (IuB) der FH Münster untersucht.

„Wir haben eine Stauchdose in den Pfahl eingebaut“, sagt Mähner. „Sie ermöglicht eine definierte Setzung am Pfahlfuß, selbst im Festgestein. Dadurch erhöht sich der Widerstand, und die Mantelreibung wird aktiviert. Das führt zu besserem Halt. Und weil der Widerstand viel früher aktiviert wird, müssen die Bohrpfähle nicht mehr so tief in die Erde eingelassen werden, es wird also weniger Beton verbraucht – und das spart letztendlich Geld.“

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