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4.4.2.2 Bestimmung der axialen Tragfähigkeit von Bohrpfählen Elemente einer charakteristischen Widerstands-Setzungs-Linie bis zur Setzung von s = s g :

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1 Bestimmung der axialen Tragfähigkeit von Bohrpfählen Elemente einer charakteristischen Widerstands-Setzungs-Linie bis zur Setzung von s = s g : setzungsabhängiger Pfahlfuß- widerstand R b (s) und dem Pfahlmantelwiderstand R s (s) R k (s) = R b (s) + R s (s) Ab der Grenzsetzung s g für den Pfahlfußwiderstand bzw. s sg für den Pfahlmantel-widerstand verlaufen die Widerstands- Setzung-Linien senkrecht 1 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

2 Der charakteristische axiale Pfahlwiderstand ist aus Tabellenwerten wie folgt zu ermitteln: Mit: R k (s) setzungsabhängiger charakteristischer Pfahlwiderstand R b,k (s) setzungsabhängiger charakteristischer Pfahlfußwiderstand R s,k (s) setzungsabhängiger charakteristischer Pfahlmantelwiderstand A b Nennwert der Pfahlfußfläche A s,i Nennwert der Pfahlmantelfläche in der Schicht i q b,k charakteristischer Wert des Pfahlspitzenwiderstandes (Tabellen) q s,k,i charakteristischer Wert der Pfahlmantelreibung in der Schicht i (Tabellen) 2 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

3 Bestimmung der axialen Tragfähigkeit von gerammten Verdrängungspfählen Charakteristische Pfahlwiderstände für gerammte Verdrängungspfähle: Mit: R 1,k charakteristischer Pfahlwiderstand R b1,k charakteristischer Pfahlfußwiderstand R s1,k charakteristischer Pfahlmantelwiderstand A b Nennwert der Pfahlfußfläche A s,i Nennwert der Pfahlmantelfläche in der Schicht i q b,k charakteristischer Wert des Pfahlspitzenwiderstandes (Tabellen) q s,k,i charakteristischer Wert der Pfahlmantelreibung in der Schicht i 3 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

4 Charakteristischer Pfahlwiderstand für gerammte Pfähle aus Stahl- oder Spannbeton in nichtbindigen Böden wie bei Bohrpfählen, aber keine Abhängigkeit des Widerstandes von der Setzung. Voraussetzung für Anwendung der Tabellenwerte: - Mächtigkeit der tragfähigen Schicht unterhalb des Pfahlfußes ≥ 3 Pfahlfußdurchmesser, mindestens aber 1,50 m und - in diesem Bereich q c = 7,5 MN/m² Grenzzustand GZ 1B  Grenzsetzung ca. 7-8 % des Pfahldurchmessers. Bei nicht runden Pfählen müssen Ersatzdurchmesser berechnet werden. 4 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

5 Pfahlspitzenwiderstand q b1,k für gerammte Fertigpfähle aus Stahl- oder Spannbeton in nichtbindigen Böden Pfahlmantelwiderstand q s1,k für gerammte Fertigpfähle aus Stahl- oder Spannbeton in nichtbindigen Böden nur Druckpfähle. 5 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

6 Betonpfähle in bindigen Böden sowie Pfähle aus Holz oder Stahl  keine Bemessungsangaben Näherungsweise Pfahlwiderstände für den Grenzzustand GZ 2 aus Tabellen. Voraussetzung - ausreichend tragfähiger nichtbindiger Boden: q c ≥ 10 MN/m² - annähernd halbfester bindiger Boden: I c  1,0 bzw. c u,k ≥ 150 kN/m² Bei besonders tragfähigen Bodenschichten (q c ≥ 15 MN/m² oder I c > 1,0 bzw. c u,k ≥ 200 kN/m²) erhöhen der charakteristischen Pfahlwiderstände R 2,k um bis zu 25 %. 6 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

7 Charakteristische Pfahlwiderstände R 2,k von gerammten Verdrängungs- pfählen aus Holz, Stahlbeton und Spannbeton 7 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

8 Charakteristische Pfahlwiderstände R 2,k von gerammten Verdrängungspfählen aus Stahl in nichtbindigen und bindigen Böden 8 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

9 Bestimmung der axialen Tragfähigkeit von verpressten Mikropfählen Kraftübertragung zum umgebenden Baugrund überwiegend durch Mantelreibung. Für verpresste Mikropfähle sind in der Regel Probebelastungen durchzuführen. Im Ausnahmefall charakteristischer axialer Pfahlwiderstand R 1,k im Grenzzustand GZ 1B aus Erfahrungswerten. Ein Pfahlfußwiderstand darf dabei grundsätzlich nicht angesetzt werden. 9 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

10 Es gilt: Mit: R 1,k charakteristischer Pfahlwiderstand R s1,k charakteristischer Pfahlmantelwiderstand A s,i Nennwert der Pfahlmantelfläche in der Schicht i q s,k,i charakteristischer Wert der Pfahlmantelreibung in der Schicht i Charakteristische Mantelreibungswerte für verpresste Mikropfähle: 10 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

11 4.4.3 Tragverhalten von quer zur Pfahlachse belasteten Pfählen Der Nachweis der Tragfähigkeit im Grenzzustand 1B nicht erforderlich, wenn  Pfähle vollständig im Boden eingebettet sind und die  charakteristische Beanspruchung quer zur Pfahlachse  maximal 3% (LF1) bzw.  5% (LF2) der axialen Beanspruchung erreicht. Sonst Nachweis über die Ermittlung von Bodenreaktionen z.B. in Form des Bettungsmoduls und den daraus ermittelten charakteristischen Schnittgrößen. 11 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

12 charakteristische Werte des Bettungsmoduls aus Probebelastungen oder, wenn es nur auf die Ermittlung der Schnittgrößen ankommt: k S,k = E s,k / D Mit: E S,k = charakteristischer Wert des Steifemoduls D = Pfahlschaftdurchmesser, solange D < 1 m; bei D > 1 m ist rechnerisch D = 1 m anzusetzen Lösungen für den gebetteten Träger liegen für einfache Fälle vor. 12 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

13 13 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

14 Grundsätzlich unterscheidet man zwei Modelle: 1.konstanter Bettungsmodul (in überkonsolidierten bindigen Böden) 2.Bettungsmodul steigt linear mit der Tiefe an (näherungsweise anwendbar bei Bohrpfählen in normal konsolidierten und in nichtbindigen Bodenarten). Anwendung von Tafeln über elastische Länge L. 1.bei konstantem Bettungsmodul 2.bei ansteigendem Bettungsmodul 14 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

15 Für die Momente gilt in Abhängigkeit von der Tiefe (x) Für die Horizontalspannung  h in Abhängigkeit von der Tiefe (x) gilt Über die Beziehung  = t/L können aus Diagrammen die jeweiligen Werte für  und ß abgelesen werden. Abschließend muss nachgewiesen werden, dass die berechnete charakteristische Normalspannung  h,k die für den ebenen Fall ermittelte charakteristische Erdwiderstandsspannung e ph,k an keiner Stelle überschreitet. 15 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

16 16 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

17 17 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

18 Charakteristische Beanspruchungen und charakteristische Widerstände sind nach DIN 1054 mit den entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerten in Bemessungswerte umzurechnen. Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Beanspruchungen lastfallabhängig. 18 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)

19 Charakteristische Beanspruchungen und charakteristische Widerstände sind nach DIN 1054 mit den entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerten in Bemessungswerte umzurechnen. Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen und Beanspruchungen lastfallabhängig. Widerstände: Teilsicherheitsbeiwerte abhängig von der Belastungsart (Druck, Zug) aber unabhängig vom Lastfall. 19 Bodenmechanik und Grundbau II (SS 2010)


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