Wo liegt der Vorzug und warum Ortbetonpfähle so vorteilhaft sind
Wenn der angetroffene Baugrund nicht tragfähig genug ist, der Boden eine hohe Setzungsempfindlichkeit besitzt oder räumliche Setzungsunterschiede erwarten lässt, ist eine Flachgründung bzw. Flächengründung (z.B. mittels Streifen- oder Plattenfundamente) unzureichend und im schlimmsten Fall ein wahres Sicherheitsrisiko. Bei schwierigen Bodenverhältnissen greift man hier auf die sogenannte Tiefgründung zurück, die die Bauwerkslast zum Beispiel durch Pfahlgründungen auf eine tieferliegende und tragfähige Bodenschicht überträgt.
Den eigentlichen Durchbruch erlebte die Pfahlgründung vor ungefähr 30 Jahren in der Schweiz. Denn durch Großbauten wurden die Bauwerkslasten, welche auf den Baugrund zu übertragen waren, immer größer. Infolge hoher Baulandpreise wurden auch problematische Böden bebaut. Letztlich zwangen wirtschaftliche Überlegungen die Konstrukteure und Unternehmer zu neuen Lösungen.
Diese Entwicklung führte Mitte der 70er Jahre zur Entstehung der SIA Norm 192 über "Pfahlfundationen". Der Begriff "Pfahl" wird nun, abgesehen vom Baustoff, aufgrund wesentlicher Unterscheidungsmerkmale näher definiert.
Grundlegende Unterscheidungskriterien
Die Art der anzuwendenden Gründung ist eine technische Entscheidung, die immer in Abstimmung zwischen Planer, Statiker, Bodengutachter und der ausführenden Firma in Abhängigkeit von den Bodenverhältnissen und zukünftigen Anforderungen getroffen werden muss:
Fertigpfähle werden in verschiedenen Längen im Werk vor dem Einbringen vorgefertigt und auf der Baustelle in die vorhandenen Bohrlöcher eingeschoben. Sie sind z.B. aus Holz, Stahl, Stahlbeton oder Spannbeton.
Verbundpfähle werden mit einem vorgefertigten Tragglied aus Stahl in ein Bohrloch eingeführt und dort mit Zementmörtel verpresst. Dadurch entsteht zwischen dem anstehenden Baugrund und vorgefertigten Tragglied ein Verbund.
Ortbetonpfähle werden durch Schaffung eines Loches, in das der Beton eingebracht wird, erst in ihrer endgültigen Lage im Boden hergestellt bzw. betoniert.
Auch bei der Art und Weise des Einbringens in den Boden wird zweierlei unterschieden:
Rammpfähle sind Pfähle, die durch Rammen, Vibrieren oder durch statischen Druck (Presspfahl) in den Baugrund eingebracht werden und dabei den Boden verdrängen.
Bohrpfähle sind Pfähle, bei denen das Pfahlloch durch Entfernen des Bodenmaterials entsteht (z.B. mittels Bohren oder Spülen).
Letztlich kann man auch Unterschiede in der Art der Kraftübertragung erkennen:
Bei Spitzpfählen (auch Standpfähle genannt) wird die Last direkt auf eine tragfähige Schicht übertragen.
Bei Reibungspfählen (auch schwebende Pfähle genannt) wird die Last durch Reibung zwischen Pfahlmantel und Boden übertragen.
Fokus Ortsbetonrammpfahl
Ein Ortbetonrammpfahl entsteht, indem ein dickwandiges Stahlrohr, das mit einer Stahlplatte wasserdicht verschlossen ist, in den Boden gerammt wird. Der dadurch entstehende Hohlraum wird zum fertigen Pfahl ausbetoniert. Nachdem die geplante Tiefe erreicht ist, muss die Trockenheit kontrolliert und der Bewehrungskorb in der richtigen Länge eingelassen werden, bevor der Beton für die gesamte Pfahllänge eingebracht werden kann.
Im Anschluss muss dann so hoch betoniert werden, dass nach Entfernen der obersten verunreinigten und nicht tragfähigen Betonschichten in der Sollhöhe der volle Betonquerschnitt in der erforderlichen Güte vorhanden ist.
Unmittelbar danach wird mit Hilfe eines Rüttlers das Rohr aus dem Baugrund gelöst und herausgezogen. Durch das Rütteln wird auch gewährleistet, dass der Beton verdichtet und kleinste Hohlräume geschlossen werden. Dies führt zu einer sehr guten und festen Einheit von Pfahl und Baugrund. Nach der Aushärtung des Betons kann der fertige Pfahl dann auf seine geplante Höhe gekappt und die anschließende Bauphase vorbereitet werden.
Ortbetonpfähle haben so den einzigartigen Vorteil, dass sie der örtlichen Bodensituation leicht angepasst werden können. Sie verbinden sich leichter mit dem umgebenden Boden und auch die Länge ist variabel.