Pfahlgründungen sind Gerät, Typen, Berechnung und Einbauverfahren

Bau 2022
Pfahlgründungen sind  Gerät, Typen, Berechnung und Einbauverfahren
Pfahlgründungen sind Gerät, Typen, Berechnung und Einbauverfahren
Anonim

Die Wahl der Gründungstechnologie hängt von einer Vielzahl von technischen und betrieblichen Anforderungen ab, die in der Entwurfslösung unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Baustelle beschrieben werden. Neben den traditionell etablierten Technologien des Kapitalbaus werden heute zunehmend Leichtbaumethoden zur Erstellung des Fundaments für ein Gebäude eingesetzt. Pfahlgründungen können ebenfalls in diese Kategorie aufgenommen werden. Dies ist eine flache Konstruktion, die keine Erschließung einer Grube erfordert, aber in ihrer Tragfähigkeit begrenzt ist. Für eine breite Palette von Ingenieurbauwerken und Gebäuden ist dies eine vernünftige Option, um auf dem Boden zu gründen, aber große Häuser und Cottages können beispielsweise nicht auf einer solchen Basis gebaut werden.

Technologieübersicht

Metallpfähle für das Fundament

Die Verwendung von Säulenkonstruktionen als tragende Elemente wird in der Bauindustrie seit langem praktiziert. Aber wenn zuvor solche Gründungsmethoden hauptsächlich auf Nebengebäude angewendet wurden undZweckbauten, heute findet diese Methode dank der optimierten Technologie der Lastverteilung ihren Platz in den Projekten von Wohngebäuden. Hinzu kommt, dass die Auflasten der Tragfähigkeit der Plattform entsprechen müssen. Diese Diskrepanz wird oft zum Haupteinschränkungsfaktor beim Einsatz von Technologie. Die Parameter des Systemgeräts werden durch das Dokument SP 24.13330 über Pfahlgründungen und die aktualisierte Version von SNiP 2.02.03-85 geregelt. Der Hauptzweck von Pfählen besteht nach den technischen Normen darin, den Boden von der Oberfläche her zu durchtrennen und die von oben einwirkenden Lasten auf die darunter liegenden Schichten zu übertragen. Mit anderen Worten, Pfahlelemente tragen das Gewicht der Struktur und sorgen für Stabilität bei statischen und dynamischen Belastungen.

Gründungsstruktur

Die Technologie ist bautechnisch recht einfach, was insbesondere zu ihrer Verbreitung beiträgt. Kernstück der Gründung ist eine Gruppe von Pfählen, die rund um die Baustelle in die Erdschichten eingebaut werden. Die Methoden und Formate zur Durchführung dieses Teils können unterschiedlich sein, beispielsweise gilt eine der einfachsten technischen Ausführungen als Pfahlgründung, die manuell ohne Maschinen und Spezialausrüstung installiert wird. Der Grill bildet den oberen Teil der Struktur. Auf seinem Stahlbeton- oder Betonsockel wird die Last über die gesamte Fläche verteilt. Verbindungsknoten werden mit Brücken und Befestigungselementen eines geeigneten Formats hergestellt - abhängig von der Art der Pfähle und der Konfiguration des Grills.

SystemPfahlgründung

Materialien der Pfahlelemente

Metallpfähle werden hauptsächlich als die zuverlässigsten und langlebigsten verwendet. Sie h alten hohen Spannungen stand, weisen einen dynamischen Widerstand unter seismischen Belastungen auf und lassen sich leicht in Böden verschiedener Art montieren. Beton kann in Bezug auf technische und physikalische Eigenschaften als die nächste Alternative zu Metall bezeichnet werden. Solche Pfähle unterliegen keinen korrosiven Prozessen, erfordern keine spezielle Ausrüstung zum Eindringen in den Boden und sind langlebig. Beton wird jedoch nicht für die Verwendung an Orten mit seismologischer Aktivität oder in anderen Bereichen mit instabilem Betrieb von Pfahlgründungen empfohlen. Gefährlich ist dies aufgrund hoher dynamischer Belastungen, die sich zerstörerisch auf die Betonstruktur auswirken. Aber im Rahmen der Verwendung anderer Pfahlarten ist gerade problematischer Boden der Angriffspunkt für den prinzipiellen Einsatz von Säulengründungen. Dies liegt an der Tatsache, dass herkömmliche Band- und monolithische Betonkonstruktionen sich unter solchen Bedingungen verformen können.

Der Bau einer Holzpfahlgründung aus einem Stab aus Tanne, Lärche oder Kiefer wird ebenfalls praktiziert. Selbstverständlich sind nur ausgesuchte Hölzer mit Schutzimprägnierungen, Flammschutzmitteln und biologischen Beschichtungen für den Bau zugelassen. Auf einer solchen Basis können Sie Bäder mit Schuppen und einem Hauswirtschaftsblock sowie einstöckige Wohngebäude bauen.

Gründungsarten auf Pfählen

Pfahlgründungsdesign

Es gibt viele konstruktive Gest altungen solcher Fundamente, die Unterschiede zwischen denen sind hauptsächlichliegen im Bereich der Klassifizierung direkt Pfähle. Die Grundlage der Trägerbasis im Hinblick auf die Wechselwirkung mit dem Rahmen des Zielobjekts bildet jedoch immer noch weitgehend das Gitter, von dem aus es sich lohnt, mit der Bestimmung der Arten von Pfahlgründungen zu beginnen. SP 24.13330 stellt fest, dass ein Gitterrost eine Struktur ist, die dazu bestimmt ist, Pfahlköpfe zu kombinieren, um die Last gleichmäßig zu übertragen.

Aufgrund der Art der mechanischen Wechselwirkung der Lagersohle mit der erh altenen Struktur können die Haupttypen von Fundamenten mit einem Gitter auf Pfählen unterschieden werden. Abhängig von der Stapel- und Befestigungstechnologie im Untergeschoss des Hauses ist eine flexible oder starre Kupplung möglich. Bei hohen dynamischen Belastungen (Eigenschwingungen und Vibrationen des Bodens) empfiehlt es sich, eine flexible oder weiche Anhängevorrichtung zu verwenden, die dämpfend wirkt und den Einfluss von Lasten ausgleicht. Bei statischer Belastung ohne Vibrationen verhält sich eine starre Verbindung besser.

Material zum Grillen

Verwendet werden Beton-, Stahlbeton-, Metall- und Holzkonstruktionen. Meistens werden Stahlbetonkonstruktionen als die zuverlässigsten bevorzugt, obwohl sie nicht mit Holzpfählen kombiniert werden können und Stahlbeton aufgrund der hohen Kosten durch Metallelemente ersetzt wird.

Lage der Sohle relativ zur Bodenoberfläche

Wir sprechen von der Höhe des Grillrosts über dem Boden. Dieser Wert hängt ganz von der örtlichen Topografie, den Bodeneigenschaften und den Anforderungen an die Tragfähigkeit des Bauwerks ab.

Pfahlgründung aus Holz

Pile Installationsmethoden

Nach dem Prinzip der Vorrichtung in der Bodenmasse werden folgende Pfahlarten unterschieden:

  • Drive-in. Es wird die Technologie des Antriebs der Lagerstange verwendet, die, wie bereits erwähnt, von einem kleinen Team von Arbeitern implementiert werden kann. Wenn es sich um großformatige Stapel handelt, wird auf spezielle Ausrüstung nicht verzichtet werden können. Eine Holzpfahlgründung kann übrigens nur durch Rammen von Pfählen errichtet werden. Weiterhin kann die Technik der Gurtverstärkung der Trägerbasis als Verstärkung genutzt werden.
  • Gedruckt. Eine spezielle Art von Pfählen, die in einer röhrenförmigen Basis installiert sind. Zuerst werden durch ein mechanisiertes Verfahren Löcher im Boden gebildet, wonach zylindrische Rohrpfeiler aus Beton oder Asbestbeton darin eingetaucht werden. Dann wird Beton mit Bewehrungsstäben hineingegossen.
  • Bohren. Meist Schraubpfähle, die von Hand oder maschinell in den Boden eingedreht werden. Normalerweise werden dünne Stangen verwendet, aber in großen Mengen.
Pfahlgründungsprozess

Gründungsdesign

Alle technischen Parameter und Nuancen der Pfahlgründungsstruktur sind in der Konstruktionslösung beschrieben. Als Ausgangsdaten dienen Materialien geodätischer und hydrometeorologischer Untersuchungen sowie die Ergebnisse geologischer Untersuchungen. In Kombination ermöglichen diese Informationen, eine technologische Karte des Bodens zu erstellen und die beste Art und Weise zu wählen, um eine technische Struktur dafür zu errichten. Wie im Joint Venture über Pfahlgründungen festgestellt, sind die Eigenschaften von tragenden Elementen mitDimensionsparameter werden unter Berücksichtigung möglicher ingenieurgeologischer und hydrogeologischer Veränderungen bestimmt. Bei Abschätzungen und Prognosen wird auch der Faktor der zukünftigen Einwirkung der Belastung durch das errichtete Gebäude auf den Untergrund berücksichtigt.

Anleitung zur Belastungsberechnung

Der Hauptbemessungsparameter ist die geplante Belastung der Pfähle, die der Tragfähigkeit des Fundaments entsprechen muss. Auch die Belastungen aus der Eigenmasse der Pfähle, die durch den Dynamikbeiwert bestimmt wird, sind zu berücksichtigen:

  • 1, 25 - bei der Berechnung der Öffnung und Bildung eines Risses.
  • 1, 5 - bei der Beurteilung des Kraftwertes.

Gleichzeitig sind Pfahlgründungen aus Sicht der allgemeinen Belastungswahrnehmung eine Gruppe von säulenförmigen Stützelementen, von denen jedes sein eigenes Druckmaß hat. In diesem Sinne empfehlen Experten, mit dem quantitativen Indikator der Pfahleinheiten pro Flächeneinheit zu beginnen. Im Durchschnitt erfordert eine Baustelle von 10 x 10 m2 einen Grundsatz von 25 Pfählen, vorausgesetzt, die Vorkommenstiefe beträgt 2,5-3 m. Ein Metallpfahl kann bis zu 1.000 kg tragen. Es scheint vernünftig zu bleiben, eine ausreichende Anzahl von Stangen über die gesamte Fläche zu verteilen, aber die Schwierigkeit liegt in der Unmöglichkeit, die Masse des Hauses unter Berücksichtigung der zukünftigen Anordnung von Geräten, Möbeln und Strukturelementen genau vorherzusagen.

Installationstechnik

Stapelvertiefung

Das Verfahren zur Installation des Fundaments auf einer Pfahlbasis ist wie folgt:

  • MarkiertBaustelle gemäß Planfeststellungsbeschluss, in dessen Schema die Pfahleinbaupunkte angegeben sind.
  • Die Montage der Lagerstangen erfolgt - durch Eintreiben, Schrauben, Hypotheken- oder Vibrationsverfahren mit oder ohne Geräteanschluss.
  • Falls nötig, wird umreift. Zu beachten ist, dass Pfahlgründungen ein im Wesentlichen auf Pfeilern gelagertes Bauwerk sind, sodass eine zusätzliche Bewehrung an der Oberfläche sinnvoll ist, wenn sie die Köpfe der Montageschäfte nicht überlastet.
  • Arrangement Grill. Optimierte Technologien verwenden heute die Verbindung der oberen Teile der Pfähle mit vorgefertigten Gitterstrukturen, die in der einen oder anderen Konfiguration auf das Vortriebssystem aufgesetzt und mit Befestigungselementen verschlossen werden.

Schlussfolgerung

Haus auf Pfahlgründung

Die Verwendung von tragenden Säulen beim Bau des Fundaments eliminiert viele technologische Operationen, von denen viele obligatorisch sind, beispielsweise beim Bau von Band- und monolithischen Fundamenten. Es genügt zu bemerken, dass keine Schalungsinstallation erforderlich ist. Daher sind die Hauptvorteile der Pfahlgründung die wirtschaftliche Zugänglichkeit und die technologisch einfache Ausführung. Ein wesentlicher Vorteil solcher Stiftungen ist ihre Vielseitigkeit. Wenn die Möglichkeit der Verwendung von Betonpfählen im Voraus ausgeschlossen ist, können Häuser auf einem solchen Sockel theoretisch auf einer Vielzahl problematischer Böden, einschließlich sandiger und lehmiger, gebaut werden. Wenn Sie auf die Mängel achten, wird der Hauptgrund die Begrenzung der Tragfähigkeit sein,was den Bau von mehrstöckigen und einfach großen Gebäuden mit massiven Strukturen nicht zulässt.

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