Frankipfahl NG® Schlanker Ortbetonrammpfahl für unterschiedliche Baugrund- und Lastsituationen
Ein Frankipfahl NG® ist ein Ortbetonrammpfahl, der ohne Bodenaushub hergestellt wird und besonders hohe Lasten aufnehmen kann. Er kommt vor allem dort zum Einsatz, wo tragfähiger Baugrund erst in großen Tiefen erreicht wird oder hohe Vertikal‑ und Zuglasten sicher abgetragen werden müssen.
Lexikon: Frankipfahl NG®
Frankipfahl NG®Ortbetonrammpfahl für hohe Lasten und tiefliegende Traghorizonte
Der Frankipfahl NG® wird als Tiefgründungselement eingesetzt, wenn Lasten in tiefer liegende tragfähige Bodenschichten abgetragen werden müssen. Unterschiedliche Ausführungsvarianten ermöglichen die Anpassung an verschiedene Baugrund- und Projektanforderungen. Neben Lotpfählen können auch Schrägpfähle mit Neigungen von bis zu 4:1 sowie Pfähle zur Aufnahme von Zug- und Drucklasten ausgeführt werden.
Das Verfahren basiert auf dem von Edgard Frankignoul entwickelten Pfahlsystem, das erstmals 1908 patentiert wurde. Die in Deutschland etablierte Ausführung mit fließfähigem Beton und projektbezogener Fußbemessung wird als Frankipfahl NG® (Neue Generation) bezeichnet.
Frankipfähle NG® werden als Tiefgründungselemente unter anderem eingesetzt für:
- Brückenbauwerke
- Windenergieanlagen
- Silos
- Hochregallager
- Kranbahnen
- Docksohlen
- Industriegebäude
- Schwerlastflächen
Frankipfähle NG® können auch bei Bauvorhaben auf kontaminierten Standorten eingesetzt werden, da bei der Herstellung als Verdrängungspfahl kein klassischer Bodenaushub anfällt. Darüber hinaus ist eine Ausführung als Energiepfahl möglich, um geothermische Systeme in die Gründung zu integrieren.
Technische Broschüre
Vorteile / Merkmale
Unterschiedliche Ausführungsvarianten stehen für verschiedene Baugrund-, Last- und Projektanforderungen zur Verfügung. Die Auswahl der Pfahlabmessungen und Ausführungsarten erfolgt unter Berücksichtigung der geotechnischen und projektspezifischen Rahmenbedingungen.
Vorteile / Merkmale:
- Lastabtrag: Charakteristische Pfahlwiderstände Rk bis 12.000 kN möglich
- Bodenmanagement: Vollverdrängungsverfahren ohne klassischen Bodenaushub
- Pfahlbemessung: Anzahl und Länge der Pfähle werden projektbezogen festgelegt
- Fundamentanschluss: Kombination mit unterschiedlichen Fundamentkonstruktionen möglich
- Materialeinsatz: Projektabhängiger Beton- und Stahlbedarf
- Widerstands-Setzungs-Verhalten: Bemessung entsprechend den Last- und Baugrundanforderungen
- Baugrundmaßnahmen: Kombination mit Kiesvorverdichtung (KVV) möglich
- Pfahlherstellung: Begrenzung der Absetztiefe im Rahmen der Verfahrensausführung
- Ausführung: Vergleichsweise geringe Lärmemissionen gegenüber kopfgerammten Systemen
- Anwendungsbereich: Einsatz auch auf kontaminierten Standorten
- Energiepfähle: Ausführung mit geothermischer Nutzung möglich
Grundlagen der Herstellung
Der Frankipfahl NG® ist ein Ortbetonrammpfahl mit wiedergewonnenem Vortreibrohr. Dieses wird unten mit einem Pfropfen aus trockenem Beton oder Kiessand wasserdicht verschlossen. Ein im Rohr arbeitender Freifallbär schlägt auf diesen Pfropfen und rammt dadurch das Rohr in den Boden. Die dabei geleistete Rammarbeit, gemessen in Schlägen pro Meter, ist ein Maß für die Tragfähigkeit des Bodens am jeweiligen Standort. Nach Erreichen der Solltiefe bzw. der Rammkriterien erfolgt die Loslösung des Pfropfens und die Ausstampfung der erforderlichen Fußbetonmenge. Anschließend wird ein Bewehrungskorb eingestellt, Beton eingefüllt und das Vortreibrohr wieder gezogen. Frankipfähle NG® können lotrecht oder bis zu einer Neigung von 4:1 hergestellt werden.
Herstellungsverfahren ohne Kiesvorverdichtung.
© PORR
Sollte der anstehende Boden in der vorgesehenen Absetztiefe keine ausreichende Tragfähigkeit besitzen, ist vor Herstellung des Pfahlfußes eine Bodenverbesserung mittels Kiesvorverdichtung möglich. Der Boden wird hierbei in einem entsprechenden Bereich unterhalb und oberhalb der Pfahlabsetztiefe durch Ausstampfen von Kies verbessert.
© PORR
Optimierungsbeispiel
© PORR
Ausführungsvarianten
Weiterentwicklung zum Megapfahl
Seit 2009 wird der Frankipfahl NG® auch mit einem Schaftdurchmesser von 71 cm hergestellt. Diese Ausführungsvariante wird als Megapfahl bezeichnet. Je nach Baugrund können charakteristische Pfahlwiderstände Rk bis 12.000 kN erreicht werden. Die Bemessung erfolgt entsprechend den geologischen und projektspezifischen Randbedingungen.
Anwendungsbereiche
Der Megapfahl wird als Tiefgründungselement für Bauwerke mit hohen Vertikallasten eingesetzt. Zu den Anwendungsbereichen gehören unter anderem:
- Brückenbauwerke
- Industriegebäude
- Kraftwerke
- Silos
- Schwerlastkonstruktionen
Je nach Projektanforderung können durch die Pfahldimensionierung unterschiedliche Fundament- und Gründungskonzepte umgesetzt werden. Die Auswahl und Bemessung erfolgen unter Berücksichtigung der statischen, geologischen und projektspezifischen Rahmenbedingungen.
Schutz in kontaminiertem Boden
Ausführung in kontaminierten Bodenschichten
Frankipfähle NG® können auch bei Bauvorhaben auf kontaminierten Standorten eingesetzt werden. Durch die Herstellung als Verdrängungspfahl fällt kein klassischer Bodenaushub an. Beim Durchfahren kontaminierter Bodenschichten können je nach Projektanforderung unterschiedliche technische Maßnahmen eingesetzt werden. Dazu zählen beispielsweise 60-Grad-Fußspitzen oder Dichtungsplomben.
Dichtungsplomben und Fußspitzen
Bei Pfahlgründungen in kontaminierten Bodenschichten sind die projektspezifischen Anforderungen an den Umgang mit Boden und Grundwasser zu berücksichtigen. Zur Ausführung können Dichtungsplomben oder spezielle Fußspitzen eingesetzt werden. Diese Maßnahmen dienen der Trennung unterschiedlicher Bodenschichten während des Herstellungsprozesses und werden entsprechend den geologischen, umwelttechnischen und projektbezogenen Anforderungen ausgewählt.
Pfahlschutz mit Hülsenrohr
Bei besonders schlechten Weichschichten, starker Grundwasserströmung oder aggressivem Baugrund muss die Frischbetonsäule des Pfahls gestützt und/oder geschützt werden. Dies erfolgt mit Hülsenrohren, die mit dem Bewehrungskorb verbunden sind.
Qualitätssicherung
Die Ausführung von Frankipfählen erfolgt unter Berücksichtigung der Anforderungen der geltenden europäischen und nationalen Normen. Die Bemessung und Herstellung erfolgen nach Eurocode 7, DIN EN 12699 sowie den Empfehlungen des Arbeitskreises „Pfähle“ (EA-Pfähle).
Für jede Baumaßnahme werden projektspezifische Verfahrensanweisungen festgelegt. Die Herstellung wird dokumentiert und entsprechend den Anforderungen der Ausführungsnormen überwacht.
Maßnahmen der Qualitätssicherung
- Projektspezifische Verfahrensanweisungen
- Berücksichtigung der Anforderungen aus DIN EN 12699, Eurocode 7 und EA-Pfähle
- Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001:2015
- Statische oder dynamische Pfahlprobebelastungen
- Pfahl-Integritätsprüfungen
- Dokumentation der Bauausführung gemäß den geltenden Herstellungsnormen
