Mikropfahl
Kleinbohrpfahl für Nachgründungen, Bauen im Bestand und beengte Platzverhältnisse

Micropfähle sind Verpresspfähle mit kleinen Durchmessern, die für unterschiedliche Gründungs- und Sicherungsaufgaben eingesetzt werden. Sie kommen insbesondere bei Nachgründungen, Bauwerksverstärkungen sowie bei Projekten mit eingeschränkten Platzverhältnissen oder beschränkter Arbeitshöhe zum Einsatz.

Lexikon: Mikropfahl

Mikropfähle für schwierigen Baugrund

Nach DIN EN 14199
Mikropfähle für Gründung und Verankerung

Mikropfähle werden als Gründungs- und Verankerungselemente in Boden und Fels eingesetzt. Die zulässigen Pfahlkräfte und Traggliedlängen werden auf Grundlage der geologischen und projektspezifischen Randbedingungen für jedes Bauvorhaben individuell bemessen.

Für die Herstellung stehen unterschiedliche Bohrverfahren zur Verfügung, die entsprechend den jeweiligen Baugrund- und Baustellenbedingungen ausgewählt werden. Die verschiedenen Ausführungsvarianten ermöglichen eine Anpassung an unterschiedliche Projektanforderungen und Einsatzbedingungen.

Mit eigenen Bohrgeräten können Bohrungen auch bei beengten Platzverhältnissen, eingeschränkter Arbeitshöhe oder in großen Höhen ausgeführt werden. Mikropfähle werden auch als Kleinbohrverpresspfähle, Mikrobohrpfähle oder Verbundpfähle bezeichnet.

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Animation - Mikropfahl

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Erklärvideo - Der Mikropfahl

Technische Broschüre
Mikropfahl

Technische Broschuere Mikropfaehle und Naegel

Mikropfähle

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Anwendungen

Mikropfähle werden als Gründungs- und Verankerungselement passgenau eingesetzt.

Anwendungen sind:

Tiefgründungen
Nachgründungen im Bestand
Abfangungen
Auftriebssicherungen
Böschungssicherungen
Rückverankerungen

Vorteile / Merkmale

Anpassungsfähigkeit: Anpassung an unterschiedliche Baugrundverhältnisse möglich.
Tragfähigkeit: Auslegung für unterschiedliche Pfahlkräfte entsprechend den Projektanforderungen.
Herstellung: Geräuscharme Ausführung mit geringen Erschütterungen möglich.
Einsatzbedingungen: Herstellung auch bei begrenzter Arbeitshöhe durch koppelbare Ausführung.
Verfahren: Anwendung auf Grundlage allgemeiner Bauartgenehmigungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt).
Qualitätssicherung: Ausführung unter Anwendung definierter Qualitäts- und Überwachungsmaßnahmen.
Ausführung: Einsatz des Spülbohrverfahrens mit unterschiedlichen Tagesleistungen je nach Baugrund- und Projektbedingungen.
Anwendungsbereich: Einsatz auch bei Bauvorhaben ohne bestätigte Kampfmittelfreiheit möglich; entsprechende Erlaubnis nach § 7 SprengG liegt vor.
Produktion: Herstellung der Mikropfähle im eigenen Werk.

Grundlagen

Normen und Regeln

Die Bemessung von Mikropfählen erfolgt nach:

DIN EN 1997-1: Eurocode 7
Empfehlungen des Arbeitskreises Pfähle (EA-Pfähle) der DGGT

Für die Herstellung von Mikropfählen auf der Baustelle gelten:

DIN EN 14199 Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau - Mikropfähle
DIN SPEC 18539 Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 14199

Die Prüfung von Mikropfählen erfolgt nach:

DIN EN 1997-1: Eurocode 7
Empfehlungen des Arbeitskreises Pfähle (EA-Pfähle) der DGGT

Weitere Details regeln die allgemeinen Bauartgenehmigungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt).

Das Prinzip Mikropfahl

Der Mikropfahl überträgt eine aufgebrachte Kraft (Druck und/oder Zug) über Mantelreibung in eine tragfähige Schicht im Baugrund. Er besteht aus einem durchgehenden Tragglied, das auch aus gekoppelten Segmentstücken gebildet werden kann. Das Tragglied ist auf seiner ganzen Länge mit Zementstein umhüllt. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit können Nachinjektionen in dafür geeigneten Bodenarten durchgeführt werden.

Als Tragglieder können Stäbe mit aufgewalztem oder aufgerolltem Gewinde verwendet werden. Als weitere Ausführungsvariante stehen Tragglieder zur Verfügung, welche gleichzeitig als Bohrstange verwendet werden. Schließlich werden auch bewehrte Ortbetonpfähle mit einem Pfahldurchmesser bis 300 mm als Mikropfähle oder Mikrobohrpfähle bezeichnet.

Der Korrosionsschutz wird durch die Zementsteinumhüllung mit Rissweitenbeschränkung oder mittels werkmäßig gefertigter und ausgepresster Umhüllung aus PE-Rohr gebildet.

Bemessung

Bei der Bemessung von Mikropfählen wird neben der notwendigen Pfahlkraft auch die Länge des Mikropfahls bestimmt. Außerdem wird die Länge der Krafteinleitungsstrecke abgeschätzt. In bindigen Bodenarten wie Ton und Schluff können geringere Pfahlkräfte eingebracht werden als in nichtbindigen Bodenarten wie Kies /Sand oder Fels.

Herstellungsphasen

Jede Phase hat eine besondere Bedeutung für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit eines Mikropfahls.

1. Bohren und Austausch des Bohrwassers

Das eingesetzte Bohrverfahren kann die Tragfähigkeit eines Mikropfahls stark beeinflussen. Deshalb ist die richtige Auswahl des Bohrverfahrens bedeutend. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung sind wir für die unterschiedlichsten Bodenarten ausgerüstet, so dass wir stets das optimalste Verfahren einsetzen können.

2. Einbau und Verpressen des Tragglieds

Bei Lagerung, Transport und Einbau des Tragglieds in das Bohrloch ist darauf zu achten, dass die Korrosionsschutzhülle nicht beschädigt wird. Die Bauteams sind auf diese Prozesse besonders geschult.

Nach dem Einbau in das mit Zementsuspension gefüllte Bohrloch wird der Pfahlschaft durch Aufbringen eines Verpressdrucks ausgebildet. Hierbei ist die Wahl des geeigneten Zements und die Höhe des Verpressdrucks bedeutend. In nicht bindigen Bodenarten kann durch eine gezielte Nachinjektion, die notfalls mehrfach erfolgen kann, die Tragfähigkeit signifikant gesteigert werden.

3. Probebelastung

Ein Teil der Mikropfähle muss durch Probebelastungen geprüft werden. Hierbei sind die Vorgaben der Bauartgenehmigungen und der einschlägigen Vorschriften zu beachten. Beim Einsatz von Zug-Mikropfählen zur Verankerung von Geländesprüngen muss berücksichtigt werden, dass die zu prüfenden Pfähle so hergestellt werden müssen, dass die im Endzustand angesetzte Krafteinleitungsstrecke belastet wird. Dies macht es notwendig, dass durch Zusatzmaßnahmen bei den Probepfählen die Mantelreibung oberhalb der Krafteinleitungsstrecke ausgeschlossen wird.

4. Montage des Pfahlkopfes

Der Abschluss der Pfahlherstellung ist die Montage des Pfahlkopfes. Hier stehen unterschiedliche Ausführungsvarianten zur Verfügung. In der Regel wird eine gekonterte Verankerungsplatte verwendet.

Qualitätssicherung

Die Qualitätssicherung bei Mikropfählen umfasst projektspezifische Verfahrensanweisungen, die Berücksichtigung normativer Anforderungen sowie die Dokumentation und Überwachung der Herstellung.

Zu den Maßnahmen der Qualitätssicherung gehören:

Projektspezifische Verfahrensanweisungen
Allgemeine Bauartgenehmigungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) für Mikropfähle
Berücksichtigung der Anforderungen der DIN EN 14199
Herstellung der Mikropfähle im eigenen Werk in Deutschland
Eigen- und Fremdüberwachung der Produktion
Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001:2015
Pfahlprobebelastungen nach DIN EN 1997-1 und DIN EN 14199

Auf dem Bild sieht man eine Maschine des Spezialtiefbaus ,beim Einbau von Mikropfählen, die von einem Panton aus an einer Hafenmauer arbeitet. Davor steht ein Mann mit Helm der die Arbeit überwacht. Er erstellt einen Mikropfahl. — Rückverankerung mit Bohrverpresspfählen, Duisburg Werkshafen HKM

© PORR

Ausführungsvarianten

Mikropfähle stehen in unterschiedlichen Ausführungsvarianten für verschiedene Gründungs-, Sicherungs- und Verankerungsaufgaben zur Verfügung. Je nach Baugrund- und Projektanforderung können unterschiedliche Systeme, Korrosionsschutzvarianten und Verankerungstechniken eingesetzt werden.

Dazu zählen Pfähle mit:

Druck-, Zug- oder Wechsellasten
dauerhaftem oder temporärem Einsatz
einfachem (SKS) oder doppeltem (DKS) Korrosionsschutz
Stahl-Knickschutzrohr oder PE-Rohr zur Kraftentkopplung
Plattenverankerung oder Haftverankerung

Auftriebssicherungen - Sicherung gegen Auftriebskräfte

Mikropfähle werden für die Sicherung von Bauwerken gegen Auftriebskräfte eingesetzt. Zu den Anwendungsbereichen zählen unter anderem Bauwerke mit Untergeschossen, Wasserbauwerke oder Anlagen der Wasserwirtschaft.

Je nach Projektanforderung können Mikropfähle mit Konstruktionsbeton, Düsenstrahlsohlen oder anderen Gründungselementen kombiniert werden. Die Ausführung erfolgt unter Berücksichtigung der statischen, geotechnischen und projektspezifischen Randbedingungen.

Bauen im Bestand - Nachgründungen bei bestehenden Bauwerken

Mikropfähle werden als Gründungs- und Sanierungselemente bei bestehenden Bauwerken eingesetzt. Anwendungsbereiche ergeben sich beispielsweise bei Veränderungen des Grundwasserstandes oder bei baulichen Anpassungen von Bestandsgebäuden.

Durch unterschiedliche Geräte- und Systemvarianten ist die Herstellung auch bei eingeschränkter Arbeitshöhe möglich. Die Auswahl der Ausführung erfolgt unter Berücksichtigung der jeweiligen Projekt- und Baustellenbedingungen.

Rückverankerung - Verankerungssysteme für Bauwerke und Geländesprünge

Mikropfähle können als Verankerungselemente für Geländesprünge, Fundamente, Unterfangungen und Widerlager eingesetzt werden.

Je nach Baugrund- und Projektanforderung kommen unterschiedliche Mikropfahlsysteme und Verpresstechniken zur Anwendung. Die Bemessung erfolgt entsprechend den statischen und geotechnischen Anforderungen des jeweiligen Projekts.

Spülbohrverfahren - Bohrverfahren für unterschiedliche Baugrundbedingungen

Beim Spülbohrverfahren erfolgt die Förderung des Bohrguts über eine Außenspülung. Die Ausführung wird an die jeweiligen Baugrund- und Projektbedingungen angepasst.

Für die Herstellung stehen unterschiedliche Geräte- und Baustelleneinrichtungen zur Verfügung. Die Auswahl der Bohrtechnik erfolgt unter Berücksichtigung der technischen und projektbezogenen Anforderungen.

Drucksensibles Bohren - Bohrverfahren bei Kampfmittelverdacht

Für Projekte in Bereichen ohne bestätigte Kampfmittelfreiheit stehen Verfahren für drucksensibles Bohren zur Verfügung.

Die Arbeiten erfolgen in Begleitung entsprechend qualifizierter Sachverständiger und unter Berücksichtigung der jeweils geltenden gesetzlichen Vorgaben. Für diese Leistungen verfügt die PORR Spezialtiefbau über die erforderlichen Genehmigungen gemäß Sprengstoffgesetz.