Bohrpfähle – Definition

Was sind Bohrpfähle?

Im modernen Spezialtiefbau sind Bohrpfähle sehr wichtig. Sie helfen, Lasten von Bauwerken auf tieferen Erdschichten abzuleiten. Diese Pfähle sind zylindrisch und meist aus Beton oder Stahlbeton. Man braucht diese spezielle Fundamenttechnik, wenn der Boden oben nicht stark genug ist. Dann leiten die Pfähle die Kräfte auf tieferen, stabilen Boden über. Pfähle mit einem Durchmesser von 30 Zentimetern oder mehr heißen Großbohrpfähle. Sie werden bei schwierigen Projekten verwendet, wo viel Last abgetragen werden muss. Die Wahl des Pfahls hängt von Boden und Bauwerk ab. Bohrpfähle sind wichtig im Spezialtiefbau. Sie übertragen Lasten in tiefe Bodenschichten. Sie werden dort eingesetzt, wo oberflächennahe Schichten nicht genug tragen. Durch ihre Vielseitigkeit und flexible Größe sind sie für viele Bauvorhaben geeignet. Sie bieten Lösungen für spezielle Anforderungen an Stabilität.

Definition und Anwendung im Spezialtiefbau

Bohrpfähle sind zylindrische Gründungselemente. Sie entstehen durch Ausheben und Betonfüllen. Sie sind Teil der Ortbetonpfähle. Bohrpfähle übertragen Lasten vom Bauwerk in den Boden. Sie arbeiten durch Spitzendruck und Mantelreibung. Je nach Boden und Projekt entscheidet sich, welcher Mechanismus zählt. Bohrpfähle sind in Größe und Länge sehr variabel. Ihr Durchmesser reicht von 30 cm bis über 2 m. Ihre Länge kann mehrere Dutzend Meter erreichen. Diese Flexibilität macht sie vielseitig einsetzbar. Die Auslegung erfolgt nach Projektanforderungen, Bodenverhältnissen und Lasten.

Unterschied zu Rammpfählen und Verdrängungspfählen

Es gibt verschiedene Pfahlgründungen. Bohrpfähle unterscheiden sich in Herstellungsweise und Wirkungsweise. Bei Bohrpfählen wird der Boden entfernt, um Platz zu schaffen. Dann wird der Hohlraum mit Beton verfüllt. Diese Methode schafft weniger Erschütterungen und Lärm. Rammpfähle werden durch Einschlagen oder Einvibrieren eingebracht. Sie verursachen viel Erschütterungen und Lärm. Das macht sie in dicht besiedelten Gebieten schwer einsetzbar. Verdrängungspfähle drücken den Boden seitlich, ohne ihn zu entfernen. Sie verdichten den Boden, was die Tragfähigkeit erhöht.

Die Wahl des Pfahlsystems hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Pfahltyp	Erschütterungen	Lärmbelastung	Einsatzgebiete	Bodenverdichtung
Bohrpfähle	Gering	Moderat	Urbane Gebiete, sensible Umgebungen	Keine
Rammpfähle	Hoch	Hoch	Offene Flächen, Wasserbau	Stark
Verdrängungspfähle	Mittel	Mittel	Lockere Böden, Sanierung	Stark

Bohrpfähle sind in urbanen Gebieten und bei komplexen Projekten sehr nützlich. Sie schaffen weniger Erschütterungen und können nahe an Gebäuden eingesetzt werden. Die präzise Herstellung ermöglicht genaue Positionierung und Dimensionierung. Bohrpfähle sind sehr vielseitig im Spezialtiefbau einsetzbar. Sie können als Einzelpfähle oder in Gruppen eingesetzt werden.

Einsatzgebiete von Bohrpfählen

Bohrpfähle werden in vielen Bereichen des Bauwesens eingesetzt. Sie sind besonders nützlich, wenn normale Gründungen nicht ausreichen. Sie leiten Lasten in tieferen, stärkeren Bodenschichten ab. Bohrpfähle sind sehr vielseitig. Man kann sie in verschiedenen Größen und mit unterschiedlicher Bewehrung herstellen. So passen sie zu vielen verschiedenen Projekten.

Gründungen bei schwierigen Bodenverhältnissen

Bei schwierigem Boden sind Bohrpfähle eine gute Lösung. Sie sind nützlich, wenn der Boden nicht stark genug ist. Bohrpfähle helfen, Lasten in tieferen Schichten zu übertragen. Das verhindert Schäden am Bauwerk. Bei wechselnden Bodenbedingungen sind Bohrpfähle sehr hilfreich. Sie können durch verschiedene Schichten hindurch gebohrt werden. So erreichen sie den stabilen Untergrund.

Tiefgründungen für Brücken, Hochhäuser, Stützwände

Im Brückenbau sind Bohrpfähle sehr wichtig. Sie tragen die Lasten von Brückenpfeilern. Sie müssen stark sein, um den Druck von Flüssen oder Seen zu widerstehen. Ohne Bohrpfähle wäre der Hochhausbau schwierig. Sie bieten Stabilität und Sicherheit. Sie verhindern auch Setzungen bei großen Gebäuden. Bei Stützwänden für Hangsicherung sind Bohrpfähle zentral. Sie halten Erdmassen zurück und stabilisieren Hänge. Das ist besonders in bergigen Gebieten wichtig.

Bauwerke mit hoher Lastabtragung

Industrieanlagen und Kraftwerke haben hohe Anforderungen an ihre Fundamente. Bohrpfähle können diese Lasten sicher aufnehmen. Bei Offshore-Anlagen wie Windparks sind Bohrpfähle unverzichtbar. Sie müssen stark sein, um Wellen und Wind zu widerstehen. Spezielle Pfähle mit hoher Korrosionsbeständigkeit werden hier verwendet. Bohrpfähle werden auch bei Sanierungen von Gebäuden eingesetzt. Sie helfen, zusätzliche Lasten zu tragen, ohne den Bau zu schädigen.

Einsatzgebiet	Typische Pfahldurchmesser	Besondere Anforderungen	Vorteile
Hochhausbau	80-200 cm	Hohe Tragfähigkeit, geringe Setzungen	Aufnahme enormer vertikaler Lasten
Brückenbau	100-250 cm	Widerstand gegen horizontale Kräfte	Stabilität bei wechselnden Bodenverhältnissen
Hangsicherung	60-120 cm	Hohe Biegesteifigkeit	Effektive Rückhaltung von Erdmassen
Offshore-Anlagen	150-300 cm	Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsfestigkeit	Widerstandsfähigkeit gegen Wellen und Strömungen

Bauarten von Bohrpfählen

Es gibt viele Arten von Bohrpfählen, die für verschiedene Bauherausforderungen geeignet sind. Die Wahl hängt von Boden, Wasser und Statik ab. Die richtige Wahl ist wichtig für Sicherheit und Wirtschaftlichkeit.

Ortbetonbohrpfähle

Ortbetonbohrpfähle sind sehr verbreitet. Sie werden direkt auf der Baustelle gemacht. Zuerst bohrt man ein Loch, dann kommt ein Bewehrungskorb und danach Beton. Sie sind sehr tragfähig und flexibel. Ortbetonbohrpfähle passen zu vielen Böden. Sie können bis zu 2,50 m dick und 80 m lang sein.

Verrohrte und unverrohrte Verfahren

Es gibt verrohrte und unverrohrte Bohrpfähle. Das Verfahren hängt von der Bodenbeschaffenheit ab. Beim verrohrten Verfahren wird ein Stahlrohr eingebracht. Das ist nützlich bei schwierigen Böden oder viel Wasser. Das Rohr kann entfernt oder bleiben. Beim unverrohrten Verfahren bohrt man in festen Böden. Bei schwächeren Böden nutzt man suspensionsgestützte Pfähle. Diese sind schnell und gut für tiefe Bohrungen.

Sonderformen: überschnittene, tangierende, aufgelöste Pfahlwände

Bohrpfahlwände sind eine Sonderform. Sie bestehen aus vielen Pfählen. Sie sichern die Baugrube oder dienen als Stütze. Bei überschnittenen Pfahlwänden schneiden Sekundärpfähle Primärpfähle an. Sie sind wasserdicht und gut für tiefe Gruben. Tangierende Pfahlwände berühren sich. Sie sind wirtschaftlich und stabil, aber nicht wasserdicht. Mit zusätzlichen Maßnahmen kann man sie dichten. Bei aufgelösten Pfahlwänden stehen die Pfähle weit auseinander. Der Zwischenraum wird mit Beton und Bewehrung gesichert. Diese Variante ist wirtschaftlich bei weniger Anforderungen.

Pfahlwandtyp	Anordnung der Pfähle	Wasserdichtheit	Haupteinsatzgebiete	Besonderheiten
Überschnittene Pfahlwand	Sekundärpfähle schneiden Primärpfähle an	Sehr gut	Tiefe Baugruben, hoher Grundwasserstand	Höchste Dichtigkeit, aufwendigere Herstellung
Tangierende Pfahlwand	Pfähle berühren sich	Mäßig	Mittlere Baugrubentiefen, geringe Wassermengen	Gutes Verhältnis aus Kosten und Leistung
Aufgelöste Pfahlwand	Pfähle mit Abstand größer als Durchmesser	Nicht vorhanden	Flache Baugruben, kein Grundwasser	Wirtschaftlichste Variante, nachträgliche Verbauung nötig

Die Wahl der Pfahlwand hängt von Boden, Tiefe und Wasser ab. Für jedes Projekt muss man die beste Lösung finden.

Herstellung von Bohrpfählen

Bei der Herstellung von Bohrpfählen gibt es drei wichtige Schritte. Zuerst bohrt man das Loch. Dann kommt die Bewehrung rein. Zum Schluss wird der Pfahl mit Beton gefüllt. Beim Bohren braucht man spezielles Gerät und Fachleute. So wird der Pfahl stabil und stark.

Bohren des Pfahllochs mit oder ohne Stützflüssigkeit

Das erste, was man macht, ist das Bohren. Man nutzt oft das Kellybohrverfahren. Dabei bewegt sich eine Stange, die Kelly-Stange, nach oben und unten. Man verwendet verschiedene Werkzeuge, wie Schnecken oder Eimer. Diese lösen das Erdreich auf. Das Erdreich wird dann oben abgeführt. Manchmal braucht man Stützflüssigkeit, um das Loch stabil zu halten. Man kann auch Stahlrohre verwenden. Stützflüssigkeit hilft, das Loch zu stabilisieren. Sie sorgt dafür, dass Wasser nicht eindringt. Nach dem Bohren wird das Loch sauber gemacht.

Einbringen der Bewehrungskörbe

Als nächstes kommt der Bewehrungskorb. Er besteht aus Längsbewehrung und Bügeln. Diese werden zu einem Korb verschweißt. Man macht den Korb vorab. Er muss stark genug sein, um den Pfahl zu tragen. Abstandhalter sorgen dafür, dass der Beton gut sitzt. Manchmal muss man den Korb in Segmente teilen. Diese werden dann zusammengefügt. Die korrekte Platzierung ist sehr wichtig.

Betonieren mittels Tremie-Verfahren

Jetzt kommt der letzte Schritt: das Betonieren. Man nutzt das Kontraktorverfahren, wenn es Wasser gibt. Ein Betonrohr wird bis unten abgesenkt. Das Rohr öffnet sich, wenn Beton hineinkommt. So steigt der Beton auf und verdrängt das Wasser. Der Beton muss gut fließen und stabil bleiben. Er braucht Zeit, um sich zu verteilen. Bei großen Pfählen kann das eine Stunde dauern. Bei verrohrten Pfählen zieht man die Verrohrung nach. Man muss sicherstellen, dass genug Beton bleibt. Nach dem Betonieren ist der Pfahl fertig.

Anforderungen an den Beton

Beim Bohrpfählen muss der Beton spezielle Anforderungen erfüllen. Die Normen DIN EN 1536 und DIN SPEC 18140 legen fest, was wichtig ist. Dazu gehören Druckfestigkeit, Wasserundurchlässigkeit und Widerstand gegen Chemikalien. Die Betonqualität muss sehr hoch sein. Nachträgliche Korrekturen sind oft nicht möglich. Fehler in der Betonzusammensetzung können die Konstruktion gefährden.

Hohe Fließfähigkeit und Sedimentationsstabilität

Ein wichtiger Punkt ist die hohe Fließfähigkeit des Betons. Er muss alle Bereiche des Bohrlochs vollständig ausfüllen. Besonders bei komplexen Bewehrungen ist das wichtig. Die Sedimentationsstabilität muss ebenfalls hoch sein. Das verhindert Entmischung während des Einbaus. Eine optimierte Kornzusammensetzung und ein hoher Zementgehalt helfen dabei. Der Zementgehalt ist entscheidend. Er muss mindestens 325 kg/m³ betragen, wenn der Beton trocken eingebracht wird. Unter Wasser muss er 375 kg/m³ erreichen, um stabil zu bleiben.

Lange Verarbeitungszeit bei gleichbleibender Konsistenz

Bei großen Bohrpfählen kann der Betonverarbeitungsprozess Stunden dauern. Eine lange Verarbeitungszeit ist daher wichtig. Spezielle Betonzusatzmittel helfen dabei. Hochleistungsfließmittel sorgen für die nötige Fließfähigkeit. Verzögerer verlängern die Abbindezeit. So bleibt der Beton auch nach Stunden gut verarbeitbar. Während des Einbaus sind Frischbetonprüfungen wichtig. Sie helfen, die Qualität zu überwachen. Probleme in der Betonzusammensetzung müssen sofort behoben werden.

Anpassung an Einbauverfahren und Tiefe

Die Betonrezeptur muss an den Einbau und die Tiefe angepasst werden. Bei größeren Tiefen steigt der Druck, was die Fließeigenschaften beeinflusst. Die Anforderungen variieren je nach Einbaumethode. Bei überschnittenen Bohrpfahlwänden wird für die Primärpfähle eine begrenzte Festigkeit gewählt. Das erleichtert das Schneiden für die Sekundärpfähle. Für die tragenden Sekundärpfähle sind höhere Festigkeitsklassen nötig. Bei tiefen Bohrpfählen ist die Wasserabsonderung wichtig. Moderne Betonrezepturen enthalten Zusätze wie Mikrosilika, um Schwachstellen zu verhindern.

Einbaubedingung	Mindest-Zementgehalt	Konsistenzklasse	Besondere Anforderungen
Trockeneinbau	325 kg/m³	F5	Gute Fließfähigkeit
Einbau unter Wasser	375 kg/m³	F6	Hohes Zusammenhaltevermögen
Primärpfähle (überschnitten)	350 kg/m³	F5	Begrenzte Festigkeit (max. C20/25)
Sekundärpfähle (tragend)	375 kg/m³	F5-F6	Höhere Festigkeit (mind. C25/30)

Die Qualitätssicherung erfolgt durch regelmäßige Frischbetonprüfungen. Die Ergebnisse werden in Protokollen gemäß DIN EN 1536 festgehalten. Diese Protokolle enthalten wichtige Daten wie Betonmenge und Konsistenz. Durch die sorgfältige Abstimmung der Betonrezeptur auf das Projekt wird eine dauerhafte und leistungsfähige Tiefgründung geschaffen.

Qualitätskontrolle und Prüfung

Die Zuverlässigkeit von Bohrpfählen hängt stark von Qualitätssicherung ab. Während der Herstellung und nach Fertigstellung werden Prüfverfahren angewandt. Diese sorgen dafür, dass Pfähle tragfähig und intakt bleiben.

Überprüfung der Pfahllänge, -lage und -durchmesser

Während der Herstellung werden die Pfähle genau geprüft. Alle wichtigen Daten werden in einem Pfahlprotokoll gemäß DIN EN 1536 festgehalten. Dazu gehören Informationen über den Bohrfortschritt und die Bodenbeschaffenheit.

Betonierprotokolle und Frischbetonprüfungen

Beim Betonieren werden Frischbetonprüfungen durchgeführt. Diese prüfen, ob der Beton die richtige Konsistenz hat. Nach dem Betonieren wird der Pfahl auskühlen. Die Dokumentation dieser Phase ist wichtig für die Qualitätssicherung.

Belastungstests und Pfahlprobebelastungen

Nach der Aushärtung werden verschiedene Tests durchgeführt. Ultraschallmessungen prüfen die Betonhomogenität. Die Integritätsprüfung mit Low-Strain-Methode überprüft die Pfahlkontinuität. Bei großen Bauwerken werden Pfahlprobebelastungen durchgeführt. Diese testen die Tragfähigkeit unter Kontrolle. Manchmal werden Bohrkerne entnommen, um den Beton zu analysieren. Diese Prüfungen garantieren, dass die Pfähle stabil sind.