1 Ankertechnik // Lieferprogramm Hohe Sicherheit in der Verankerung ThyssenKrupp Infrastructure 2 3 Inhalt 4–7 5 ThyssenKrupp Infrastructure 18 – 27 Mikropfahl TITAN Ganzheitliche Lösungen für den Tiefbau 18 Wirtschaftlichkeit mit System und den Spezialtiefbau 20 Vielseitig im Einsatz 6 Profile 22 Die Verfahrenstechnik im Detail 7 Maschinen 24 Universeller Einsatz für alle Böden 26 Die sichere Rückverankerung 28 Bodennagel TITAN 8–9 Ankertechnik Verankerungsarten Vielseitige Anker für jedes Gelände 10 – 15 Rundstahlanker 10 Die Lösung für Spundwände 12 Verankerungselemente und Zubehör 16 – 17 TK-ASF Bohrverpresspfahl 29 Gerammter Ankerpfahl Sicherung bei großen Zugkräften 30 – 31 Maschinentechnik Größte Belastbarkeit bei Modernste Technologie für kleinstem Durchmesser alle Einsatzbereiche 4 5 ThyssenKrupp Infrastructure Ganzheitliche Lösungen für den Tiefbau und den Spezialtiefbau ThyssenKrupp Bautechnik, ThyssenKrupp Tiefbautechnik und ThyssenKrupp Bauservice sind jeder für sich bereits erfolgreiche Partner im Markt. Jetzt entsteht aus den dreien ein einziges Unternehmen: ThyssenKrupp Infrastructure. So können wir in Zukunft mit gebündelter Kompetenz nachhaltigen Mehrwert für unsere Kunden schaffen. Ob es um Mobilität, Urbanisierung, Klimaoder Ressourceneffizienz geht: Als führender Anbieter im Tief-, Hafen- und Spezialtief bau decken wir bei weltweiten Infrastrukturprojekten das komplette Leistungsspektrum ab. Unser Portfolio gliedert sich in vier Sparten: Profile, Maschinen, Grabenverbau und Traggerüstbau. Wir verstehen uns als ganzheitlicher Partner der Bauwirtschaft. Am Anfang unserer Projekte steht immer eine umfassende und intensive Beratung unserer Kunden. Im fortwährenden Austausch entwickeln wir daraufhin bedarfsgerechte, maßgeschneiderte Lösungen. Dabei können wir auf die kompetente Unterstützung unseres eigenen technischen Büros bauen. Für die Realisation der Projekte stellen wir unseren Auftraggebern sämtliche Produkte zur Verfügung. Diese kommen zum großen Teil aus eigener Produktion, wie zum Beispiel MÜLLER Ramm- und Ziehtechnik oder TKL-Kaltprofile. TK-ASF Ankertechnik und Grabenverbausysteme von Emunds + Staudinger | Krings werden exklusiv von uns vertrieben. Weltweit vertreten Mit Niederlassungen in Deutschland und der ganzen Welt sind wir überall da vertreten, wo unsere Kunden sind. Wir kennen die regionalen Märkte und Anforderungen und können so bedarfs gerecht beraten. Vor allem im After-Sales-Service ist das ein entscheidender Vorteil. Ein besonderes Augenmerk legen wir auf das Thema N achhaltigkeit. Unsere Produkte aus Stahl erfüllen h öchste Umweltanforderungen und besitzen eine ausgewogene Ökobilanz: Sie werden energieschonend hergestellt, sind umweltfreundlich einsetzbar, problemlos demontierbar und nahezu vollständig recycelbar. Unsere Maschinentechnik arbeitet geräuscharm und auf Basis einer Energieversorgung mit niedrigem CO2-Ausstoß. 6 ThyssenKrupp Infrastructure Profile Zentrale Bestandteile unseres integrierten System-Lösungsprogramms sind der Verkauf und die Vermietung von Stahlspundwänden, Ankertechnik und Hochwasserschutzsystemen. Als Multi-Supplier führen wir ein breites Produktportfolio von unterschiedlichsten Herstellern. Ergänzt wird unser Angebot durch ein umfassendes Dienstleistungspaket aus Beratung, technischem Support, Logistik und Leasing. Rammprofile Die Einsatzfelder für Spundwände sind vielfältig: Sie reichen vom Wasser- über den Verkehrswege- und Tiefbau (Berliner Verbau, Trägerbohlwand) bis hin zum Umweltschutz. Genauso vielfältig ist unser Produkt- und Service-Portfolio. Warmgewalzte Spundwandprofile • U-Profile • Z-Profile • Flachprofile • Kombinierte Stahlspundwände • Stahlpfähle • Kastenspundwände • Zwischenprofile Ankertechnik Für unterschiedlichste Aufgabenstellungen im Bereich der Verankerung (Kaianlagen, Gründungen von Onshore- und OffshoreWindgeneratoren, Tunnelbauten, Baugruben, Stützwände, Böschungsstabilisierungen) führen wir ein umfangreiches Produkt programm mit passendem Zubehör. • TK-ASF Bohrverpresspfahl • Mikropfähle • Bodennägel • Ankerpfähle • Rundstahlanker • Ankerbohrgeräte • Zubehör Kaltgewalzte Spundwandprofile • Kanaldielen • Leichtprofile Dichtungssysteme • TK Schlossdichtung System HOESCH • Schlossverfüllungen auf bituminöser Basis • Sonstige Dichtungsverfahren Rohrprofile Träger Sonder- und Dienstleistungen • Korrosionsschutz • Anarbeitung • Sonderkonstruktionen Spundwandratgeber App Das gesamte Spundwandsortiment für Ihr Smartphone. Einfach Code scannen. iOS Android Hochwasserschutz Als Systemdienstleister im Hafen- und Spezialtiefbau mit hoher EngineeringKompetenz bieten wir unseren Kunden ein breites Spektrum leistungsfähiger Hochwasserschutztechnik für den permanenten und temporären Einsatz. Permanente Hochwasserschutzsysteme • Stahlspundwände • Stahlspundwandmodule • TKR Glaswandsystem Temporäre Hochwasserschutzsysteme • TKR Aluminium-Dammbalkensystem • Aufklappbares Hochwasserschutzsystem • Dammtafelsystem • Gebäudeschutz – Tore und Türen • Aqua-Stop-Damm 7 ThyssenKrupp Infrastructure Maschinen Optimale Maschinen und Geräteausrüstungen sind der Schlüssel für wirtschaftliches Arbeiten bei Hafen- und Spezialtiefbauprojekten. Deshalb liefern wir nicht nur Ramm- und Ziehgut, Maschinentechnik sowie Zubehör, sondern auch das passende technische Konzept. So entsteht ein maßgeschneidertes Komplettangebot für die unterschiedlichsten Baustellenanforderungen. Maschinentechnik Wir stellen die komplette Maschinentechnik zum Einbringen von Spundwänden, Rohren, Trägern und anderen Rammprofilen für leichte bis schwere Rammarbeiten bereit und sorgen für eine wirtschaftliche attraktive Realisierung der Baumaßnahme. Dabei setzen wir mit MÜLLER Ramm- und Ziehtechnik sowie KRUPP Bohrtechnik auch eigene Produkte ein. Vibrationstechnik • MÜLLER Vibratoren (Onshore und Offshore) • MÜLLER Baggeranbauvibratoren • MÜLLER Antriebsaggregate • MÜLLER Hochkantvibratoren • MÜLLER Spannvorrichtungen Mäklertechnik • ABI MOBILRAM-Systeme1 • BANUT Starrmäkler • DELMAG Drehbohranlagen • Pressen und Spezialgeräte Bohrtechnik • MÜLLER Anbau-Bohrantriebe • KRUPP Hydraulische Bohrhämmer • KRUPP Doppelkopfbohranlagen • KRUPP VibroDrills • HUETTE Ankerbohrgeräte2 Rammtechnik • DELMAG Dieselhämmer • MENCK Freifallhämmer • GIKEN Pressen3 Hub- und Arbeitsplattformen 1 2 3 Exklusiver Vertrieb in Deutschland, Brasilien, Australien Exklusiver Vertrieb in Osteuropa, Russland, Kasachstan Exklusiver Vertrieb in Deutschland 8 Ankertechnik Verankerungsarten Unabhängig von der Verankerungsart unterscheidet man Anker grundsätzlich nach ihrer Funktion: zum einen Temporäranker mit einer maximalen Einsatzdauer von zwei Jahren; zum anderen Permanentanker, die in erster Linie höhere Anforderungen an den Korrosionsschutz erfüllen. Verankerungsarten Je nach Konstruktionsart wird zwischen Ankern und Pfählen unterschieden. Im Hafenbau, speziell bei Kaimauern, wo große Zugkräfte auftreten, kommen auch gerammte Trägerprofile zum Einsatz. ThyssenKrupp Infrastructure ist seit vielen Jahren ein wichtiger Partner für Ankertechnik in vielen internationalen Großprojekten. Folgende Systeme gehören zu unserem Produkt-Portfolio: Verankerungen mit Rundstahlankern Anker mit Ankertafeln oder Ankerplatten (Totmann-Konstruktionen) Diese Verankerungskonstruktionen bestehen aus horizontal verlegten Rundstahlankern, die in einer Ankerwand oder Ankertafel münden. Die Traglast dieser Anker wird durch den mobilisierbaren Erdwiderstand vor der Ankerplatte begrenzt. Der Nachweis des Zugglieds erfolgt über den Gewindeteil und den Schaftteil des Rundstahls. Aus praktischen Gründen sollten die Ankerstangen nicht dünner als 1½" gewählt werden. > Weitere Hinweise siehe EAU 2012, Abschnitt 8.2.7 (E 20) Verpressanker Verpressanker bestehen aus einem Stahlzugglied und einem Verpresskörper. Die Zugkräfte werden vom Stahlzugglied entweder kontinuierlich in den Verpresskörper eingetragen (Verbundanker) oder sie werden über ein Druckrohr, das in den Verpresskörper einbindet, eingeleitet (Duplexanker). Die Kraftübertragung in den Boden findet bei beiden Systemen über Mantelreibung statt. Das Stahlzugglied muss sich in einem Hüllrohr frei verformen können, damit der Verpressanker vorgespannt werden kann. Als Stahlzugglieder können Gewindestangen oder Litzen verwendet werden. Verpressanker werden üblicherweise im Bohrverfahren mit oder ohne Spülung hergestellt. Die Verrohrung wird auf Tiefe gebracht und das Stahlzugglied eingestellt. Über Verpressleitungen wird beim Ziehen der Verrohrung Zementmörtel eingepresst. Oberhalb des planmäßigen Verpresskörpers wird das Bohrloch von Mörtel freigespült und verfüllt, um einen Kraftkurzschluss zwischen Wand und Verpresskörper zu vermeiden. Durch gezieltes Nachverpressen kann der bereits erhärtete Verpresskörper nochmals aufgesprengt und gegen den Boden verspannt werden. So lassen sich deutlich höhere Mantelreibungswerte erzielen. Verpressanker sind in DIN EN 1537 geregelt. Klappanker Klappanker kommen bei Kaimauern, die als Wasserbaustelle ausgeführt werden, zum Einsatz. Das Zugelement bildet ein Stahlprofil mit angeschweißter Ankertafel. Der Anschluss des Ankerkopfes an die Wand wird drehbar ausgeführt. Während der Anker am Kran hängt, erfolgt die Befestigung an der Wand. Anschließend wird er um den Befestigungspunkt „klappend“ abgesenkt. Der Widerstand dieser Konstruktion wird erst beim Hinterfüllen der Wand aktiviert und setzt sich aus dem horizontalen Erdwiderstand und dem vertikalen Bodengewicht auf die Ankertafel zusammen. > Weitere Hinweise siehe EAU 2012, Abschnitt 9.4 Verankerungen mit Mikropfählen Mikropfähle / Kleinbohrpfähle (Durchmesser ≤ 300 mm) Als Mikro- oder Kleinbohrpfähle werden unterschiedliche nicht vorgespannte Pfahltypen kleineren Durchmessers bezeichnet, die die Zugkräfte über Mantelreibung in den Boden abtragen. Die Herstellung ist in der DIN EN 14199 in Verbindung mit DIN SPEC 18539 geregelt. Man unterscheidet Bohrverpresspfähle, Rohrverpresspfähle oder Ortbetonpfähle. Der Bohrverpresspfahl hat ein durchgehendes, vorgefertigtes Tragglied aus Stahl mit aufgewalzten Gewinderillen. Er wird wie ein Verpressanker in vorgefertigte Bohrungen eingestellt und auf ganzer Länge mit Zementmörtel verfüllt. Durch den genormten Gewindeteil am Pfahlkopf lassen sich auf einfache Weise Anschlüsse an Spundwand- und Stahlbetonkonstruktionen herstellen. Beim Mikropfahl TITAN, der zur Gruppe der Rohrverpresspfähle gehört, dient ein geripptes Stahlrohr als Zugglied, verlorene Bohrstange und Injektionsrohr. An der Bohrspitze wird ein radialer Spülstrahl erzeugt, mit dem der Boden aufgeschnitten und gleichzeitig vermörtelt werden kann. Ein wesentlicher Vorteil dieses Systems: Das separate Einführen des Stahlzugglieds sowie das Ziehen der Außenverrohrung entfallen. In weichen Böden, bei hohem Grundwasserstand oder in verwittertem Fels – also überall da, wo das Bohrloch einfallen würde – ist es möglich, auf das Bohrrohr zu verzichten. Stattdessen kann in diesen Fällen Stützflüssigkeit als Bohrspülung eingesetzt werden. Durch dynamisches Verpressen mit Zementleim direkt nach dem Bohren entsteht eine formschlüssige Verzahnung von Verpresskörper und Boden. Dank des guten Scherverbunds stellen sich unter Gebrauchslast lediglich geringe Pfahlkopfverformungen ein. > Weitere Hinweise siehe EAU 2012, Abschnitt 9.3 Mikropfähle 9 Gerammte Pfähle Für Rammpfähle können verschiedene Stahlprofile, Betonpfähle und Spannbetonfertigpfähle eingesetzt werden. Rammpfähle tragen die Zugkräfte längs ihrer Mantelfläche über Reibung ab. Zum Einsatz kommen sie vor allem bei Kaimauerkonstruktionen, wo große Zugkräfte auftreten. Dabei ermöglichen Stahlpfähle einen unkomplizierten Schweißanschluss an die Stützwandkonstruktion. Rammpfähle werden bei relativ flachen Neigungen mäklergeführt hergestellt. Langsam schlagende Rammbären sind schnell schlagenden vorzuziehen. Bei geneigten Rammpfählen kann es durch Setzungen infolge von Auffüllung, Aushubentlastung oder Herstellung weiterer Pfähle hinter der Spundwand zu Belastungen des Pfahls schräg zur Pfahlachse kommen. Die zusätzlichen Ver formungen bewirken eine Erhöhung der Pfahlbeanspruchung, sodass der Maximalwert der Normalkraft unter Umständen nicht am Pfahlkopf, sondern hinter der Spundwand auftritt. Dies ist bei der Ausbildung der Pfähle und des Pfahlanschlusses zu berücksichtigen. > Weitere Hinweise zur Ausbildung und Rammung von Pfählen sind in der EAU 2012, Abschnitt 9 (E 217) angegeben. Verpressmantelpfahl (VM-Pfahl) Der VM-Pfahl besteht aus einem Stahlprofil mit einem Schneidschuh, der beim Einrammen einen prismatischen Hohlraum im Boden erzeugt. Dieser wird parallel zur Rammung mit Zement- mörtel verpresst. Es entsteht ein Verbund zwischen Pfahl, Zementstein und Boden. So können Mantelreibungswiderstände erreicht werden, die drei- bis fünfmal höher liegen als beim unverpressten Pfahl. > Weitere Hinweise siehe EAU 2012, Abschnitt 9.2 (E 217) Rüttelinjektionspfahl (RI-Pfahl) RI-Pfähle bestehen in der Regel aus H-Profilen (z. B. IPB o. Ä.) Beim RI-Pfahl wird der Fußbereich des Pfahlquerschnitts durch aufgeschweißte Steg- und Flanschbleche aufgeweitet. Diese Verdrängungselemente erzeugen beim Einrütteln einen der Blechdicke entsprechenden Hohlraum, der mit Zementsuspension verpresst wird, um den Mantelwiderstand des Pfahls zu erhöhen. > Weitere Hinweise siehe EAU 2012, Abschnitt 9.2 (E 217) Hochdruckinjektionspfahl (HDI-Pfahl) HDI-Pfähle sind Bohrpfähle mit aufgeweitetem Fußbereich. Das Zug glied bildet ein Stahlprofil. Am Pfahlfuß wird der Boden durch einen Hochdruckdüsenstrahl aufgeschnitten und mit Mörtel vermischt. > Weitere Hinweise siehe EA-Pfähle 2012, Abschnitt 9.4 Tragfähigkeiten Die Tragfähigkeiten von Ankern und Pfählen werden hauptsächlich von der Kraftübertragung zwischen Stahltragglied und Boden bestimmt. Erzielt werden sie durch eine Aufweitung des Ankers, beispielsweise mit einem Injektionskörper (HDI-Pfähle) oder über Mantelreibung (Rammpfahl, Mikropfahl, Verpresspfahl, VM-Pfahl). Die Tragfähigkeit von horizontal verlegten Rundstahlankern lässt sich über den maximal mobilisierbaren Erdwiderstand vor der Ankerwand berechnen. > Weitere Hinweise siehe EAU 2012, Abschnitt 8.2.7 (E 20) 10 Rundstahlanker Die Lösung für Spundwände Die Rundstahlankerverankerung ist eine wirtschaftliche und bautechnisch variable Lösung, um Spundwände sicher zu verankern. Die Kräfte, die auf die Wand einwirken, werden über die Gurtung auf die Rundstahlanker und dann an die Ankertafeln oder -wände weitergeleitet. Wahl und Ausbildung der Verankerungskonstruktion erfolgen nach statischen und konstruktiven Erfordernissen. 11 Maßgebend für die Bemessung ist die Auflagerkraft A und der Nachweis der tiefen Gleitfuge, die sich aus den statischen Berechnungen der Spundwand ergeben. Eine Gurtung überträgt die Kräfte aus der Spundwand in die Anker. Sie dient gleichzeitig zum Ausrichten und zur Aussteifung der Wand. Der Anker überträgt die Auflagerkraft der Spundwand über die Gurtung zum Verankerungskörper. Dieser hat die Aufgabe, die Kräfte aus der Hauptwand in den Untergrund abzuleiten. Rundstahlanker werden vorwiegend horizontal oder nur mit geringer Neigung eingebaut – sonst wären wegen der tiefen Lage der Ankerwand große Erdbewegungen für den Anschluss an den Verankerungskörper notwendig. Die erforderliche Länge der Rundstahlanker ergibt sich aus dem Nachweis der tiefen Gleitfuge. Die Tiefe der Ankertafel wird über den Nachweis der Aufbruchsicherheit des Bodens vor der Ankertafel festgelegt. Verankerungselemente und Zubehör Mit der Lieferung und dem Einbau aller erforderlichen Veranke rungselemente und Zubehörteile bieten wir auf Wunsch ein fer- tiges Paket für Spundwandbauwerke aus einer Hand an. Neben Ankern und Ankerteilen, Ankeranschlusselementen, Gurtungen und Gurtbefestigungen gehören zu unserem Programm auch Spundwandholme, Nischen, Leitern und Haltebügel sowie Poller und Sonderbauteile. Einsatzbereiche • Fangedämme • Hafenbau • Wasserstraßenausbau • Schleusenbau Vorteile • Optimale Übertragung von Zugkräften • Besserer Abbau der auftretenden Biegemomente durch sehr hohe Elastizität • Durch Muffen oder Spannschlösser verlängerbar • Wenig Angriffsfläche für Korrosion • Auf genaue Länge einstellbar Rundstahlankerteile und Anschlusselemente Stahlspundwand Ankerwand Gurtung Gurtanschluss mit Kardangelenk Muffe Augenanker Ankerverlängerung Spannschloss Gurtkonsole >REFERENZEN Duisburg, Deutschland: Parallelhafen // Duisburg, Deutschland: Logport II // Essen, Deutschland: ThyssenKrupp Quartier // Minden, Deutschland: Weserschleuse // Haifa, Israel: Hafen Haifa // Venedig, Italien: Projekt Mose // Vlissingen, Niederlande: Scaldiahaven hintere Platte mit Mutter 12 Rundstahlanker Verankerungselemente und Zubehör Rundstahlanker nach EAU 2012, E20 (Grundlage DIN EN 1993-5) Anker gestaucht – gerolltes Gewinde Nennmaß Zoll 1½ 1¾ 2 2¼ 2½ 2¾ 3 3¼ 3½ 3¾ 4 4¼ 4½ 4¾ 5 5¼ 5½ 5¾ 6 Durchmesser D mm 38 45 50 58 63 70 75 83 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 3367 Zulässige Bemessungswiderstände kN: gestaucht S 355 185 248 328 417 530 635 773 908 1076 1231 1425 1616 1833 2045 2289 2530 2796 3056 ASF 500 259 347 460 583 742 888 1083 1272 1506 1723 1994 2262 2566 2864 3205 3542 3914 4279 4714 ASF 600 333 447 591 750 955 1142 1392 1635 1936 2215 2564 2908 3300 3682 4120 4554 5032 5502 6061 Ø Kern mm 32,7 37,9 43,6 49,1 55,4 60,6 66,9 72,5 78,9 84,4 90,8 96,7 103,0 108,8 115,1 121,0 127,2 133,0 139,6 Ø Schaft mm 35,0 41,0 38,0 45,0 50,0 52,0 58,0 65,0 70,0 75,0 80,0 83,0 90,0 95,0 100,0 105,0 110,0 115,0 120,0 A Kern cm2 8,4 11,3 14,9 18,9 24,1 28,8 35,2 41,3 48,9 55,9 64,8 73,4 83,3 93,0 104,0 115,0 127,1 138,9 153,1 Ag cm2 9,6 13,2 11,3 15,9 19,6 21,2 26,4 33,2 38,5 44,2 50,3 54,1 63,6 70,9 78,5 86,6 95,0 103,9 113,1 kg/m 7,6 10,4 8,9 12,5 15,4 16,7 20,7 26,0 30,2 34,7 39,5 42,5 49,9 55,6 61,7 68,0 74,6 Gewicht 81,5 88,8 Vollschaft – gerolltes Gewinde Nennmaß Zoll 1½ 1¾ 2 2¼ 2½ 2¾ 3 3¼ 3½ 3¾ 4 4¼ 4½ 4¾ 5 5¼ 5½ 5¾ 6 Durchmesser D mm 38 45 50 58 63 70 75 83 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 S 355 185 248 328 417 530 635 773 908 1076 1231 1425 1616 1833 2045 2289 2530 2796 3056 3367 Zulässige Bemessungswiderstände kN: Vollschaft ASF 500 259 347 460 583 742 888 1083 1272 1506 1723 1994 2262 2566 2864 3205 3542 3914 4279 4714 ASF 600 333 447 591 750 955 1142 1392 1635 1936 2215 2564 2908 3300 3682 4120 4554 5032 5502 6061 Ø Kern mm 32,7 37,9 43,6 49,1 55,4 60,6 66,9 72,5 78,9 84,4 90,8 Ø Schaft mm 35,0 41,0 47,0 53,0 59,0 65,0 71,0 77,0 83,0 89,0 96,0 102,0 108,0 114,0 121,0 127,0 133,0 139,0 145,0 A Kern cm2 8,4 11,3 14,9 18,9 24,1 28,8 35,2 41,3 48,9 55,9 64,8 73,4 83,3 Ag cm2 9,6 13,2 17,3 22,1 27,3 33,2 39,6 46,6 54,1 62,2 72,4 81,7 91,6 102,1 115,0 126,7 138,9 151,7 165,1 kg/m 7,6 10,4 13,6 17,3 21,5 26,0 31,1 36,6 42,5 48,8 56,8 64,1 71,9 Gewicht fy,k S 355 355 ASF 500 500 ASF 600 600 fua,k 500 700 900 N/mm2 N/mm2 N/mm2 96,7 103,0 108,8 115,1 121,0 127,2 133,0 139,6 93,0 104,0 115,0 127,1 138,9 153,1 80,1 90,3 Die Bemessungswiderstände errechnen sich nach den folgenden zwei Formeln aus der EAU 2012, E20 über den Schaft- und den Kernquerschnitt: Schaftquerschnitt:A g · fy,k / gM0 mit gM0 = 1,00 F tg,Rd = zul. Rd1 Kernquerschnitt: k t · A Kern · fua,k / gM2 mit gM2 = 1,25 F tt,Rd = zul. Rd2 Der kleinere Wert von Rd1 oder Rd2 ist maßgebend! 99,4 109,1 119,1 129,6 k t = 0,55 Nachweis Z d < R d für die Grenzzustandsbedingung der Tragfähigkeit nach EAU 2012, E20: Bemessungswert der Ankerkraft Z d = Z G,K · gG + Z Q,k · gQfy,k :Streckgrenze Z d: Bemessungswiderstand des Ankers R d = min [F tt,Rd ; F tg,Rd]fua,k:Zugfestigkeit R d: Querschnittsfläche im Schaftbereich gM0 : Teilsicherheitsbeiwert nach DIN EN 1993-5 im Ankerschaft A g: gM2: Teilsicherheitsbeiwert nach DIN EN 1993-5 im Gewindequerschnitt A Kern: Kernquerschnittsfläche im Gewindebereich Kerbfaktor gemäß EAU 2012, E20 k t : Sowohl die Streckgrenzen als auch die Zugfestigkeiten können per Werkszeugnis belegt werden. Alle Berechnungen und Werte unterliegen der Prüfung des Kunden. 13 Rundstahlanker nach Eurocode 3 (gemäß DIN EN 1993-5) Anker gestaucht – gerolltes Gewinde Nennmaß Zoll 1½ 1¾ 2 2¼ 2½ 2¾ 3 3¼ 3½ 3¾ 4 4¼ 4½ 4¾ 5 5¼ 5½ 5¾ 6 Durchmesser D mm 38 45 50 58 63 70 75 83 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 Zulässige Bemessungswiderstände kN: gestaucht S 355 200 270 356 451 569 684 829 973 1145 1311 1511 1711 1936 2160 2410 2661 2936 3210 3521 ASF 500 280 378 499 632 797 957 1160 1363 1603 1835 2115 2395 2710 3024 3374 3725 4110 4494 4929 ASF 600 361 486 641 812 1025 1231 1492 1752 2061 2360 2719 3079 3485 3887 4338 4790 5285 5778 6338 96,7 103,0 108,8 115,1 121,0 127,2 133,0 139,6 Ø Kern min. mm 32,7 37,9 43,6 49,1 55,4 60,6 66,9 72,5 78,9 84,4 90,8 Ø Flanke min. mm 35,4 41,2 47,2 53,1 59,4 65,2 71,6 77,6 83,9 89,8 96,2 102,3 108,7 114,8 121,1 127,2 133,5 139,6 145,9 Ø Schaft mm 35,0 41,0 38,0 45,0 50,0 52,0 58,0 65,0 70,0 75,0 80,0 83,0 90,0 95,0 100,0 105,0 110,0 115,0 120,0 As cm2 9,1 12,3 16,2 20,5 25,9 31,1 37,7 44,2 52,0 59,6 68,7 77,8 88,0 98,2 109,5 121,0 133,4 145,9 160,0 Ag cm2 9,6 13,2 11,3 15,9 19,6 21,2 26,4 33,2 38,5 44,2 50,3 54,1 63,6 70,9 78,5 86,6 95,0 103,9 113,1 kg/m 7,6 10,4 8,9 12,5 15,4 16,7 20,7 26,0 30,2 34,7 39,5 42,5 49,9 55,6 61,7 68,0 74,6 Gewicht 81,5 88,8 Vollschaft – gerolltes Gewinde Nennmaß Zoll 1½ 1¾ 2 2¼ 2½ 2¾ 3 3¼ 3½ 3¾ 4 4¼ 4½ 4¾ 5 5¼ 5½ 5¾ 6 Durchmesser D mm 38 45 50 58 63 70 75 83 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 S 355 200 270 356 451 569 684 829 973 1145 1311 1511 1711 1936 2160 2410 2661 2936 3210 3521 ASF 500 280 378 499 632 797 957 1160 1363 1603 1835 2115 2395 2710 3024 3374 3725 4110 4494 4929 ASF 600 361 486 641 812 1025 1231 1492 1752 2061 2360 2719 3079 3485 3887 4338 4790 5285 5778 6338 96,7 103,0 108,8 115,1 121,0 127,2 133,0 139,6 Zulässige Bemessungswiderstände kN: Vollschaft Ø Kern min. mm 32,7 37,9 43,6 49,1 55,4 60,6 66,9 72,5 78,9 84,4 90,8 Ø Flanke min. mm 35,4 41,2 47,2 53,1 59,4 65,2 71,6 77,6 83,9 89,8 96,2 102,3 108,7 114,8 121,1 127,2 133,5 139,6 145,9 Ø Schaft mm 35,0 41,0 47,0 53,0 59,0 65,0 71,0 77,0 83,0 89,0 96,0 102,0 108,0 114,0 121,0 127,0 133,0 139,0 145,0 As cm2 9,1 12,3 16,2 20,5 25,9 31,1 37,7 44,2 52,0 59,6 68,7 77,8 88,0 Ag cm2 9,6 13,2 17,3 22,1 27,3 33,2 39,6 46,6 54,1 62,2 72,4 81,7 91,6 102,1 115,0 126,7 138,9 151,7 165,1 kg/m 7,6 10,4 13,6 17,3 21,5 26,0 31,1 36,6 42,5 48,8 56,8 64,1 71,9 Gewicht fy S 355 355 ASF 500 500 ASF 600 600 fua 500 700 900 N/mm2 N/mm2 N/mm2 98,2 109,5 121,0 133,4 145,9 160,0 80,1 90,3 Die Bemessungswiderstände errechnen sich nach den folgenden zwei Formeln (DIN EN 1993-5) über den Schaft- und den Spannungsquerschnitt: Schaftquerschnitt:A g · fy / gM0 mit gM0 = 1,00 F tg,Rd = zul. Rd1 Spannungsquerschnitt: k t · A s · fua / gM2 mit gM2 = 1,25 F tt,Rd = zul. Rd2 Nachweis Z d < R d für die Grenzzustandsbedingung der Tragfähigkeit nach DIN EN 1993-5: Bemessungswert der Ankerkraft Z d = Z G,K · gG + Z Q,k · gQ Z d: Bemessungswiderstand des Ankers R d = min [F tt,Rd ; F tg,Rd] R d: Bruttoquerschnittsfläche des Ankerstabs A g: Zugspannungsfläche im Gewinde [Ø Span = (Ø Kern, min + Ø Flanke, min )/2] – gem. DIN EN 1993-5 A s: fy: fua: gM0 : gM2: k t : 99,4 109,1 119,1 129,6 k t = 0,55 Streckgrenze Zugfestigkeit Teilsicherheitsbeiwert nach DIN EN 1993-5 im Ankerschaft Teilsicherheitsbeiwert nach DIN EN 1993-5 im Gewindequerschnitt Kerbfaktor gemäß DIN EN 1993-5/NA Sowohl die Streckgrenzen als auch die Zugfestigkeiten können per Werkszeugnis belegt werden. Alle Berechnungen und Werte unterliegen der Prüfung des Kunden. 14 Rundstahlanker Verankerungselemente und Zubehör Rundstahlanker nach Eurocode 3 (gemäß DIN EN 1993-5) Anker gestaucht – gerolltes Gewinde Nennmaß Metrisch 39 45 52 56 64 72 76 85 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 mm 39 45 52 56 64 72 76 85 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 Durchmesser D Zulässige Bemessungswiderstände kN S 355 211 282 381 440 579 750 845 1076 1217 1366 1522 1863 2048 2240 2440 2651 3095 3331 3575 ASF 500 296 394 533 616 810 1050 1183 1506 1703 1913 2131 2609 2867 3135 3416 3711 4334 4663 5005 ASF 600 380 507 685 792 1041 1350 1521 1936 2190 2459 2740 3354 3687 4031 4392 4772 5572 5995 6435 Ø Kern min. mm 33,7 39,0 45,4 48,7 56,1 64,1 68,1 77,1 82,1 87,1 Ø Flanke min. mm 36,1 41,8 48,4 52,1 59,7 67,7 71,7 80,7 85,7 90,7 95,7 105,7 110,7 115,7 120,7 125,7 135,7 140,7 145,7 Ø Schaft mm 38,0 38,0 38,0 45,0 50,0 52,0 58,0 65,0 70,0 75,0 80,0 83,0 90,0 As cm2 9,6 12,8 17,3 20,0 26,3 34,1 38,4 48,9 55,3 62,1 69,2 84,7 93,1 101,8 110,9 120,5 140,7 151,4 162,5 Ag cm2 11,3 11,3 11,3 15,9 19,6 21,2 26,4 33,2 38,5 44,2 50,3 54,1 63,6 70,9 78,5 86,6 95,0 103,9 113,1 kg/m 8,9 8,9 8,9 12,5 15,4 16,7 20,7 26,0 30,2 34,7 39,5 42,5 49,9 55,6 61,7 68,0 74,6 81,5 88,8 Gewicht 92,0 102,0 107,0 112,0 117,0 122,0 132,0 137,0 142,0 95,0 100,0 105,0 110,0 115,0 120,0 Vollschaft – gerolltes Gewinde Nennmaß Metrisch 39 45 52 56 64 72 76 85 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 mm 39 45 52 56 64 72 76 85 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 Durchmesser D Zulässige Bemessungswiderstände kN S 355 211 282 381 440 579 750 845 1076 1217 1366 1522 1863 2048 2240 2440 2651 3095 3331 3575 ASF 500 296 394 533 616 810 1050 1183 1506 1703 1913 2131 2609 2867 3135 3416 3711 4334 4663 5005 ASF 600 380 507 685 792 1041 1350 1521 1936 2190 2459 2740 3354 3687 4031 4392 4772 5572 5995 6435 Ø Kern min. mm 33,7 39,0 45,4 48,7 56,1 64,1 68,1 77,1 82,1 87,1 Ø Flanke min. mm 36,1 41,8 48,4 52,1 59,7 67,7 71,7 80,7 85,7 90,7 95,7 105,7 110,7 115,7 120,7 125,7 135,7 140,7 145,7 Ø Schaft mm 36,0 42,0 48,5 52,0 60,0 68,0 72,0 81,0 86,0 91,0 96,0 106,0 111,0 116,0 121,0 126,0 136,0 141,0 146,0 As cm2 9,6 12,8 17,3 20,0 26,3 34,1 38,4 48,9 55,3 62,1 69,2 84,7 93,1 101,8 110,9 120,5 140,7 151,4 162,5 Ag cm 2 10,2 13,9 18,5 21,2 28,3 36,3 40,7 51,5 58,1 65,0 72,4 88,2 96,8 105,7 115,0 124,7 145,3 156,1 167,4 kg/m 8,0 10,9 14,5 16,7 22,2 28,5 32,0 40,5 45,6 51,1 56,8 69,3 76,0 Gewicht fy S 355 355 ASF 500 500 ASF 600 600 fua 500 700 900 N/mm2 N/mm2 N/mm2 92,0 102,0 107,0 112,0 117,0 122,0 132,0 137,0 142,0 83,0 90,3 97,9 114,0 122,6 131,4 Die Bemessungswiderstände errechnen sich nach den folgenden zwei Formeln (DIN EN 1993-5) über den Schaft- und den Spannungsquerschnitt: F tg,Rd = zul. Rd1 F tt,Rd = zul. Rd2 Schaftquerschnitt:A g · fy / gM0 mit Spannungsquerschnitt: k t · A s · fua / gM2 mit Nachweis Z d < R d für die Grenzzustandsbedingung der Tragfähigkeit nach DIN EN 1993-5: Bemessungswert der Ankerkraft Z d = Z G,K · gG + Z Q,k · gQ Z d: Bemessungswiderstand des Ankers R d = min [F tt,Rd ; F tg,Rd] R d: Bruttoquerschnittsfläche des Ankerstabs A g: Zugspannungsfläche im Gewinde [Ø Span = (Ø Kern, min + Ø Flanke, min )/2] – gem. DIN EN 1993-5 A s: gM0 = 1,00 gM2 = 1,25 k t = 0,55 fy:Streckgrenze Zugfestigkeit fua: gM0 : Teilsicherheitsbeiwert nach DIN EN 1993-5 im Ankerschaft gM2: Teilsicherheitsbeiwert nach DIN EN 1993-5 im Gewindequerschnitt Kerbfaktor gemäß DIN EN 1993-5/NA k t : Sowohl die Streckgrenzen als auch die Zugfestigkeiten können per Werkszeugnis belegt werden. Alle Berechnungen und Werte unterliegen der Prüfung des Kunden. 15 Ankeraugen und Hammerköpfe nach ASF Augenanker Nennmaß Zoll 1½ 1¾ 2 2¼ 2½ 2¾ 3 3¼ 3½ 3¾ 4 4¼ 4½ 4¾ 5 5¼ 5½ 5¾ 6 Durchmesser D mm 38 45 50 57 63 70 75 83 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 a mm 72 85 105 110 125 135 155 165 180 190 210 230 240 255 280 275 290 300 310 b mm 32 38 48 50 58 63 70 75 80 85 90 95 100 110 115 120 125 130 140 k mm 50 60 70 75 85 90 105 110 120 130 135 165 170 180 190 195 205 205 230 Nennmaß Zoll 1½ 1¾ 2 2¼ 2½ 2¾ 3 3¼ 3½ 3¾ 4 4¼ 4½ 4¾ 5 5¼ 5½ 5¾ 6 Durchmesser D mm 38 45 50 57 63 70 75 83 90 95 100 110 115 120 125 130 140 145 150 a mm 100 100 110 115 125 135 145 160 180 185 190 205 220 235 235 245 260 270 b mm 38 40 50 55 69 60 70 70 75 75 80 90 90 95 100 130 135 140 Hammerkopfanker Alle Werte unterliegen der Prüfung durch den Kunden. 16 TK-ASF Bohrverpresspfahl Größte Belastbarkeit bei kleinstem Durchmesser ThyssenKrupp hat in Zusammenarbeit mit Spezialtiefbauunternehmen einen neuartigen Mikropfahl entwickelt. Der Vorteil der innovativen Verankerung: Der TK-ASF Bohrverpresspfahl kann bei kleinem Bohrdurchmesser durch spezielle Verpresstechniken extrem hohe Gebrauchslasten in den Baugrund einleiten. Der neuartige Mikropfahl ist außerordentlich robust und verformt sich nur gering. Grund dafür sind die hohen Tragreserven, die durch den Einsatz gutmütiger Stahlsorten nach DIN EN 10025-2 erreicht werden. Eine spezielle Gewindeform sorgt dafür, dass die Rissbreiten im Verpresskörper aus Zement minimal sind. Mittels eines Whitworth-Gewindes am Pfahlkopf können andere Bauteile wie zum Beispiel Lastverteilungsplatten, Spannschlösser oder Kardangelenke einfach a daptiert werden. Der TK-ASF Bohrverpresspfahl hat sich bereits in über 100 Referenzprojekten mit mehr als 500.000 Bohrmetern bewährt. Zulässige Bemessungswiderstände nach EC7-1, Abschnitt 7 Rundstahlanker (Whitworth-Gewinde) – Stahlgüte ASF 500/700 Nennmaß Zoll 2 2½ 3* 3½* 4* 4¼* 4½ 5 5½ 6 Durchmesser D mm 50 63 75 90 100 110 115 125 140 150 Gewinde Ø Kern mm 42,9 54,7 66,2 78,1 90,0 95,8 102,2 114,4 126,5 138,8 Ø Flanke mm 46,8 59,0 71,1 83,4 95,7 101,8 108,1 120,6 133,0 145,4 158,6 A Span cm² 15,8 25,4 37,0 51,3 67,7 76,7 86,9 108,4 132,2 Vollschaft charakteristischer Widerstand R t,k kN 790 1269 1851 2563 3385 3835 4344 5418 6609 7930 Vollschaft Bemessungswiderstand R t,d kN 687 1104 1609 2229 2943 3335 3777 4711 5747 6896 kg/m 13,6 21,5 31,1 42,5 56,8 64,1 71,9 90,3 109,1 129,6 Gewicht * Bauaufsichtliche Zulassung beantragt Die wichtigsten Vorteile auf einen Blick Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des TK-ASF Bohr verpresspfahls ist bereits beantragt und wird vom Deutschen Institut für Bautechnik geprüft und zertifiziert. Zusätzlich wurde die Z ulassung des einzigartigen Anschlusses für eine Stahlübergangskonstruktion beantragt. • Für höchste Belastungen bis 7930 kN ausgelegt – ca. 70 % über dem Wert herkömmlicher Pfähle • Als Druck- und Zugpfahl nach DIN EN 14199 einsetzbar • Geringe Stahldehnung garantiert schnelle Aktivierung der Kräfte bei kleinen Verformungen • Korrosionsschutz auf voller Länge durch das alkalische Milieu der Zementüberdeckung; das spart Aufwand und Kosten • Kein Limit bei der Länge: bis 35 m ab Werk lieferbar, darüber hinaus beliebige Verlängerung durch Schweiß- oder Kopplungsmuffen möglich >REFERENZEN Duisburg, Deutschland: Logport // Duisburg, Deutschland: Parallelhafen // Duisburg, Deutschland: Rheinkai // Frankfurt, Deutschland: Osthafen Frankfurt // Riesa, Deutschland: Hafen Riesa // Bremerhaven, Deutschland: Neuer Hafen // Ludwigshafen, Deutschland: Hafen Ludwigshafen // Essen, Deutschland: Stadthafen Essen // Bonn, Deutschland: Rheinhafen 17 Pfahlkopf auf Betonübergangskonstruktion Pfahlkopfanschluss auf Stahlübergangskonstruktion Schematische Darstellung mit Pfahlkopfanschluss im Beton Mutter Kopfplatte Zollgewinde PE-HD-Rohr mit Korrosionsschutzmasse gefüllt Pfahlhals Schrumpfschlauch Aufrollgewinde Abstandhalter 18 Mikropfahl TITAN Wirtschaftlichkeit mit System Als Mikropfähle bezeichnet man unterschiedliche nicht vorgespannte Pfahltypen mit einem Durchmesser unter 300 mm. Sie werden insbesondere für die Verstärkung bestehender Fundamente als Gründungs- oder Nachgründungselemente eingesetzt und tragen Zugund Druckkräfte in den Boden ab. Je nach Einsatzbereich werden Mikropfähle nur auf Zug oder auch auf Druck und Zug beansprucht. Für alle Anforderungen bietet ThyssenKrupp Infrastructure entsprechende Lösungen. 19 Der Mikropfahl kann als Ankerpfahl, Bodennagel nach DIN EN 14490 oder als Gebirgsanker eingesetzt werden. Es gibt unterschiedliche nicht vorgespannte Pfahltypen mit einem Durchmesser unter 300 mm. Die Zug- und Druckkräfte werden über das Stahltragglied und den Verpresskörper in den Boden abgeleitet. Der Mikropfahl TITAN besteht aus einem Stahlrohr mit durchlaufendem Gewinde und einer aufgeschraubten Einwegbohrkrone. Die Standardlänge von 3 m kann so durch schraubbare Kopplungsmuffen mit Sonderlängen von 2, 4 und 6 m leicht verlängert werden. Alle äußeren Kräfte werden über eine Platten-Endverankerung in die Ankerpfähle eingeleitet und über Scherverbund in den Zement-Verpresskörper und den Boden abgegeben. Das Stahltragglied – ein geripptes Stahlrohr aus Feinkornbaustahl – wird schlaff und ohne Vorspannung eingebaut. Es ist unempfindlich gegen Querdruck, Sprödbruch und Spannungsrisskorrosion. Zementstein sorgt auf ganzer Länge für zuverlässigen Schutz vor Korrosion und enge Verzahnung mit dem Boden. Die Mikropfähle TITAN sind selbstbohrend und können ohne Bohrrohr direkt mit Stützflüssigkeit gebohrt und dynamisch verpresst werden. Durch die Suspension baut sich ein Filterkuchen auf, der das Bohrloch stabilisiert. Das direkte, drehschlagende Bohren mit Stützflüssigkeit verursacht weder Bodenentzug noch Auflockerungen. Das sorgt für eine erhebliche Bodenverbesserung. >REFERENZEN Andernach, Deutschland: Hafen // Essen, Deutschland: Parkhaus Messe // Dietz, Deutschland: Bauhafen // Herne, Deutschland: Schmiedebach Düker // Usedom, Deutschland: Hafen Peenemünde // Malchow, Deutschland: Drehbrücke // Bützow, Deutschland: Uferwand im Hafen // Sotschi, Russland: Sprungschanze zur Winterolympiade // St. Petersburg, Russland: Gründung Einkaufszentrum // Kiew, Ukraine: Neubau Fußballstadion 20 Mikropfahl TITAN Vielseitig im Einsatz Mikropfahl für Gründungen/Nachgründungen Nach DIN EN 14199 zum Lastabtrag von Druck und Zuglasten in tieferliegende, tragfähige Bodenschichten • Neubauten • Umnutzung älterer Gebäude • Unterspülungen • Auftriebssicherung Mikropfahl für Rückverankerung Nach DIN EN 14199 zum Lastabtrag von Zuglasten in tieferliegende, tragfähige Bodenschichten • Baugruben • Spundwandrückverankerungen • Stützmauerverankerungen • Temporär und permanent • Alternative zu vorgespannten Litzenankern Mikropfahl als Bodennagel Nach DIN EN 14490 zur Erhöhung der Zug- und Scherfestigkeit • Hangsicherungen, Böschungssicherung • Bewehrte Erde • Befestigungen von Schutznetzen • Im Tunnelbau Sonderanwendungen • Drill-Drain-Verpresspfahl, als horizontale Drainage zur Sicherung und gezielten Hangentwässerung • Geothermie, als kombinierter Tragwerks- und Geothermiepfahl • Monojet, nach Jet-Grounding-Prinzip bis zu 200 bar Vorteile • Besonders wirtschaftliche und schnelle Planung und Ausführung • Vielseitig im Einsatz • Einsetzbar in allen Bodenarten • Einheitliches Verfahren • Direktes Bohren ohne Verrohrung inkl. Verpressung in einem Arbeitsgang • Weniger Arbeitsschritte • Erhebliche Bodenverbesserung • Dauerhafter Korrosionsschutz • Einfache Verlängerung bei unvorhergesehenen Bodenverhältnissen Mikropfähle TITAN entsprechen der DIN EN 14199 „Mikropfähle“ und sind in Deutschland über die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-34.14-209 vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) geregelt. 21 Technische Daten Einheit TITAN 30/16 TITAN 30/11 TITAN 40/20 TITAN 40/16 Nenndurchmesser D Stahl außen mm 30 30 40 40 52 73 Nenndurchmesser D Stahl innen mm 16 11 20 16 26 56 mm2 340 415 730 900 1250 1360 1615 2239 Bruchlast Fu kN 245 320 540 660 925 1035 1160 1575 Kraft an der 0,2-%-Dehngrenze F 0,2,k (Mittelwert) kN 190 260 425 525 730 830 970 1270 1552) 225/ 250 3) 372 490 650 6952) 900 Bezeichnung Effektiver Querschnitt A eff Charakteristische Tragfähigkeit R M,k gemäß deutscher Zulassung1) Dehnsteifigkeit E · A kN TITAN 52/26 TITAN 73/56 TITAN 73/53 TITAN 73/45 TITAN 73/35 TITAN 103/78 TITAN 103/51 TITAN 127/103 73 73 73 103 103 127 53 45 35 78 51 103 2714 3140 5680 3475 1865 2270 3660 2320 4) 1430 1800 2670 2030 1218 1386 1626 2500 18002) 5) 10 kN 63 83 135 167 231 251 299 414 502 580 1022 640 Biegesteifigkeit E · I5) 10 6 kNmm2 3,7 4,6 15 17 42 125 143 178 195 564 794 1163 kg/m 2,7 3,29 5,8 7,17 9,87 10,75 13,75 17,8 21,0 25,3 44,6 28,9 m 3 2/3/4 3/4 2/3/4 3 6,25 3 3 3 3 3 3 links links/ rechts rechts rechts rechts rechts rechts rechts rechts Gewicht Länge Links-/RechtsGewinde 3 – links links links In Abhängigkeit von Dauer-Zugbeanspruchungen und Zementstein-Überdeckungen sind die Tragfähigkeiten ggf. entsprechend der Zulassung Z-34.14-209 zu reduzieren. 2) Für diese Größe liegt noch keine Zulassung vor. Bei TITAN 30/16, 73/56 und 127/103 wurden die Werte analog zur Zulassung interpoliert. 3) Für den Typ 30/11 darf bei vorübergehendem Einsatz eine charakteristische Tragfähigkeit R k von 250 kN angesetzt werden. 4) Die Werte sind aus Versuchen ermittelt. Es ist nicht möglich, aus diesen Angaben rechnerisch E-Modul, Querschnitt oder Trägheitsmoment zu ermitteln. 5) Gilt nur für das Stahltragglied ohne Kopplungsmuffe. Bei gekoppelten Stahltraggliedern beträgt die Bruchlast 2048 kN. 1) 22 Mikropfahl TITAN Die Verfahrenstechnik im Detail Die Bauteile Kugelbundmutter Kopfplatte Kugelbundmutter HD-PE-Hüllrohr z. B. für freie Pfahllänge und zusätzlichen Korrosionsschutz in der Sohlfuge Primärinjektion (Filterkuchen) stabilisiert das Bohrloch und verbessert den Scherverbund Kopfplatte nichtbindiger Boden (Sand, Kies, verwitterter Fels) Sekundärinjektion (Zementstein) bildet den Verpresskörper Kopplungsmuffe Stahltragglied Betonstahl-Gewinde gemäß DIN EN 14199 zur Rissweitenbegrenzung Stahltragglied Spülkanal Abstandhalter Kopplungsmuffe Abstandhalter für ZementsteinÜberdeckung > 20 mm Bohrkrone Lehmbohrkrone Spülbohrung D Beispiel: Verpressen min. Zementstein-Überdeckung > 20 mm Kopplungsmuffe dk Durchmesser Boden, Lockergestein Filterkuchen (grau/schwarz eingefärbt) durch dünne Spülflüssigkeit (W/Z 0,8 – 1,0); stützt das Bohrloch gegen Zusammenfall und verbessert/ verdichtet das Lockergestein Stahltragglied TITAN 40/16 Verpressflüssigkeit W/Z 0,4 – 0,5 (rot eingefärbt) Korrosionsschutz Boden, Lockergestein Filterkuchen (Zement) mit Bodeneinschlüssen nach innen zunehmende Zementsteinfestigkeit und Dehnsteifigkeit Lehmbohrkrone Durchmesser d Stahltragglied minimaler VerpresskörperDurchmesser D > d Querdruck BohrkronenDurchmesser Kalkulierter VerpresskörperDurchmesser D D=d+a Aufweitung a ≥ 20 mm gemäß DIN SPEC 18539 Erfahrungswerte der Fa. Ischebeck (gemessen an ausgegrabenen Verpresskörpern) D ≥d + 75 mm für Mittel- und Grobkies d + 50 mm für Sand und Kiessand 23 1. 2. Ein Verfahren für alle Anwendungsfälle Unabhängig von Bodenbeschaffenheit und konkreter Aufgaben stellung werden Mikropfähle TITAN immer mit demselben Verfahren in nur zwei Schritten zur Verankerung eingebracht. 2. Dynamisches Verpressen mit Verpresssuspension Verpresst wird ein Zementleim W/Z = 0,4 ÷ 0,5 Dynamisches Verpressen bezeichnet das Verpressen unter gleichzeitiger Rotation. Mit der steifen Suspension wird die Stützflüssigkeit verdrängt, bis diese aus dem Bohrloch fließt und so ein dichter Verpresskörper entsteht. In der Endphase des Verpressens wird auf der Stelle gebohrt: Der Verpressdruck steigt, Mantelreibung entwickelt sich – ein Indikator dafür, dass der Einbau gut gelungen ist. Nachverpressen ist nicht erforderlich, da der geforderte Verpressdruck von 5 bar immer erreicht wird. 1. Direktbohren Drehschlagendes Bohren mit Spülmedium Spül- und Stützflüssigkeit ist Zementleim mit einem Verhältnis Wasser zu Zement W/Z = 0,4 ÷ 0,7 Durch drehschlagendes Bohren mit Zementsuspension kommt es zu einer Bodenverdrängung und -verbesserung wie bei Verdrän gungspfählen. Während des Bohrvorgangs wird das Wasser aus der Zementsuspension abgefiltert und bildet einen Filterkuchen, der das Bohrloch stabilisiert. Der Filterkuchen kann auch als Primär injektion bezeichnet werden, die den Scherverbund zwischen Verpresskörper und Boden verbessert. Die Rücklaufspülung darf nicht abreißen und im Bohrloch verschwinden. Beim üblichen Spüldruck von 5 bis 20 bar wird das Wasser abgefiltert, und der Filterkuchen stabilisiert das Bohrloch. Der Zement verzahnt sich formschlüssig mit dem Korngerüst des Bodens. Bohrkronen Für jede Bodenart stehen passende Bohrkronen zur Verfügung, sodass eine einheitliche Verfahrenstechnik für praktisch alle Böden angewendet werden kann. Ein Wechsel der Bohrkrone vor Ort kann erforderlich sein, da selbst bei umfangreichen Sondierungen unvorhergesehene Bodenverhältnisse auftreten können. Bohrkronentypen und Einsatzbereiche Lehmbohrkrone: Lehm, sandig-bindiger Mischboden ohne Hindernisse < 50 S.P.T. (Standard Penetration Test) Hartmetall-Kreuzbohrkrone: Kreuzbohrkrone: Dicht gelagerter Sand und Kies mit Hindernissen > 50 S.P.T. Hartmetall-Warzenbohrkrone: Bewehrter Beton oder Fels, Vorkerne; Festigkeit > 70 MPa Warzenbohrkrone: Verwitterter Fels, Phyllit, Schiefer, Tonstein; Festigkeit < 70 MPa Dolomit, Granit, Sandstein; Festigkeit 70 – 150 MPa Hartmetall-Stufenbohrkrone: Für richtungsstabile Bohrungen bei Trennflächen im Boden 24 Mikropfahl TITAN Universeller Einsatz für alle Böden Mikropfähle – nur auf Zug beansprucht Ein Mikropfahl ist ein durchgehendes Stahlzugglied, das in den Baugrund eingebracht wird. Durch Einpressen von Mörtel wird im hinteren Teil des Stahlzugglieds ein Verpresskörper hergestellt. Dieser Verpresskörper wird über das Stahlzugglied (freie Ankerlänge) und den Ankerkopf mit dem zu verankernden Bauteil verbunden. Die Lastübertragung in den Untergrund erfolgt über Mantelreibung im Bereich der definierten Verpresslänge. Anwendungen • Verankerung im Tunnelbau • Untertunnelung von Bahndämmen • Sohlverankerung von Rampen • Vortriebsicherung durch horizontale Hochdruckbodenvermörtelung • Schubbewehrung von Pfeilernasen • Verfestigung von Störzonen mit Polyurethansystemen, z. B. Tunnelbau • Hangsicherung im Tunnel-Anschnittsbereich Einsatzbeispiel: Sanierung von Tunnelgewölben Bei Sanierungsbedarf hat sich das Verfüllmaterial gesetzt und drückt stellenweise das Mauerwerk heraus. In solchen Fällen hat es sich bewährt, mit einem Mikropfahl TITAN zu bohren, die Hohlräume zu verpressen und das Mauerwerk mit einer Rückverankerung zu versehen. Schütt- und Bröckelmaterial Zement-Wasserglas als Pfropfen des teilverklebten Ankers Mutter Ankerplatte Bohrlochverschluss Lockerfels Quader 25 Mikropfähle – auf Zug und Druck beansprucht Das durchgehende Stahltragglied und der danach eingebrachte Zementmörtel umfassen das Stahltragglied auf ganzer Länge im Baugrund. Die Kraft wird über den Verbund von Tragglied und Verpressgut entlang der gesamten Pfahllänge übertragen. Die Lastübertragung in den Untergrund erfolgt mittels Mantelreibung. Die Mikropfähle werden vertikal oder geneigt hergestellt und in der Regel axial beansprucht. Anwendungen • Baugruben allgemein • Rückverankerung von Stützwänden • Unterfangen und Nachgründen von Brücken • Auftriebssicherung • Straßenausbau • Verstärkung von Brückenwiderlagern • Sanierung von Brückenpfeilern und Hafengebieten • Gründungen von Hochspannungsmasten, Sendemasten, Windgeneratoren • Fahrleistungsmasten für die Bahn • Lärm- und Schallschutzwände • Lawinensicherung Auftriebssicherung Die Betonsohle von Klärbecken, Straßenunterführungen, tiefen Baugruben etc. im Grundwasser wird durch Mikropfähle gegen Aufschwimmen gesichert. rechtsdrehend rechtsdrehend linksdrehend Kopplungsmuffe wiedergewinnbar Bajonettmuffe Bajonettmuffe Bajonettbolzen 2 Pontons verschweißt Wasser Ankerkopfplatte aufgeschraubt und durch Schweißpunkt bauseits positioniert Bajonettbolzen durch Schweißpunkt bauseits positioniert Arbeitsschritte 1. Mikropfahl TITAN vom Ponton auf Solltiefe bohren 2. Letztes Ankerstück mit Bajonettbolzen und aufgeschraubter Ankerkopfplatte versehen 3. Abbohren bis Ankerkopfplatte auf Sollhöhe (Mitte Betonplatte) 4. Nach dem Verpressen durch kurze Linksdrehung der Kopplungsmuffe mit Bajonettverschluss ausklinken und Restgestänge zurückgewinnen 26 Mikropfahl TITAN Die sichere Rückverankerung Mikropfähle TITAN werden für die Rückverankerung von Spundwänden eingesetzt. Um für den Anschluss des Mikropfahls an die Spundwand eine Standardlösung zu erhalten, wurden Berechnungen für verschiedene Spundwandtypen durchgeführt. Aus den Diagrammen der geprüften Typenstatik kann die Ausführung der StandardKopfkonstruktion einfach abgelesen werden. Für die Bemessung muss zunächst die auftretende Bemessungslast Fd, Anker des Mikropfahls ermittelt werden (Last in Richtung des Stahl tragglieds). Mit der horizontalen Komponente der ermittelten Bemessungslast Fd,h und der vorhandenen Spundwandrückenbreite bRü und -stärke tRü kann die geforderte Spundwandrückenstärke ermittelt werden. Falls dieser Wert größer ist als die vorhandene Stärke, muss die Konstruktion durch eine Zusatzplatte verstärkt werden. Verankerung einer Spundwand von der Wasserseite Spundwand Kugelbundmutter Doppel-U-Gurtung geneigt Stahltragglied 40/16 Kugelbundmutter Gegenplatte Stahltragglied 2 Stützplatten Gurtung Knagge Gegenplatte 200 x 200 x 30 mm Zementstein Keil nach statischen Erfordernissen 27 Spundbohle als Gurtung mit Kugel und Kugelplatte Spundbohle als Gurtung mit Keilscheiben und Platte > 66° Stahltragglied 30/11 u. 40/16 Kugelbundmutter Kugel Ø 90 mm 300 220 Stahltragglied 40/16 Kugelbundmutter Keilscheiben (max. 2)* 45° Schweißnaht nach statischen Erfordernissen Kugelplatte 220 x 220 x 40 mm Auflageplatte 300/200/35 für Keilscheibe Langloch 50 x 70 mm Knagge nach statischen Erfordernissen Knagge nach statischen Erfordernissen * bei TITAN 30/11 max. 3 Trägerbohlwand Ein häufig genutztes Verfahren zur Sicherung von Baugruben ist die Trägerbohlwand. Ihr Vorteil: Sie lässt sich präzise auf die örtlichen Gegebenheiten hin konzipieren und ist schnell umsetzbar. Der Berliner Verbau ist die klassische Form. Er besteht aus senkrechten Traggliedern, zwischen denen Holzbalken horizontal verkeilt werden. Die Ausfachung kann auch durch Stahlelemente (KD VI) erfolgen. Zur Sicherung der Baugrube mit der Trägerbohlwand werden mittels Lafetten Mikropfähle zur Rückverankerung eingebracht. Pfahlkopf versenkt zwischen Doppel-U-Gurtung für verlorene Trägerbohlwand Trägerbohlwand für Baugrubenverbau 300 15 2 U-Rammträger 180 Abgetrennter Ankerüberstand Stahltragglied Stahltragglied 30/11 u. 40/16 Kugelplatte 220 x 220 x 40 mm Schweißnaht nach statischen Erfordernissen Gegenplatte 148/200 mm mit Öffnung Ø 70 mm (Sonderanfertigung) > Weitere Informationen zur Bemessung des Pfahlkopfes finden Sie in unserer Broschüre Ankerpfähle TITAN. 100 2 Keilscheiben Ø 120 mm stufenloser Ausgleich 2 x 12° 20° 20 Kugel Ø 90 mm 45° 20 Kugelbundmutter Kugelbundmutter 28 Bodennagel TITAN Vielseitige Anker für jedes Gelände Bodenvernagelung ist ein Verfahren, um die natürliche Standfestigkeit im Boden zu verbessern. Die Bodennägel nach DIN EN 14490 erhöhen die fehlende Kohäsion des Lockermaterials sowie seine Zug- und Scherfestigkeit, sodass ein neuer Verbundstoff mit hoher Tragfähigkeit entsteht. Für den Einbauzustand muss der Boden eine ausreichende Mindeststandfestigkeit besitzen. Entsprechend den spezifischen Anforderungen werden in einem Raster Bodennägel in den Baugrund eingebracht und mit Zement suspension aufgefüllt. Der maximale Nagelabstand beträgt im Allgemeinen 1,5 m in horizontaler und vertikaler Richtung. Die Bodenvernagelung kann in bindigen und nichtbindigen Böden sowie in Lockergestein angewendet werden. Einsatzgebiete • Böschungsstabilisierung • Baugrubensicherung • Sanierung von Rutschhängen und Hangstraßen • Stützmauern • Steinschlag-Fangnetz-Gründung • Stützung des Gleisunterbaus • Angeschüttete Dämme Vorteile der Bodenvernagelung • Stabilisiert Dämme und verhindert Setzungen • Besonders geeignet für steile Hänge, da sie sich mit leichten Bohrlafetten in 2 bzw. 3 m Längen einbringen lassen • Flexible Bauweise passt sich an jedes Gelände umweltfreundlich an • Besonders geeignet für bereits bestehende Bauwerksteile, wie Mauern oder alter Baumbestand, die in Baumaßnahme eingebunden werden sollen • Erschütterungsarm • Geringe Lärmbelästigung • Wirtschaftliches Verfahren für temporären und dauerhaften Einsatz >REFERENZEN Großhain-Frauenhain, Deutschland: Bahnstrecke Berlin-Dresden // Deutschland: Bahnstrecke Oldenburg-Wilhelmshaven // Sohland, Deutschland: Ausbau Spree // Eilenburg, Deutschland: Vernagelung Burgberg // Porschdorf, Deutschland: Hangvernagelung // Dornburg, Deutschland: Böschungssicherung an der L2303 29 Gerammter Ankerpfahl Sicherung bei großen Zugkräften Als gerammte Ankerpfähle können unterschiedliche Stahlprofile eingesetzt werden. Diese Ankerpfähle tragen die Zugkräfte über Mantelreibung ab. Vor allem bei Kaimauerkonstruktionen, wo große Zugkräfte auftreten, kommen gerammte Ankerpfähle zum Einsatz. Einsatzgebiete: Kaimauerkonstruktionen Beim Einrammen muss eine sichere Führung gewährleistet sein, daher werden Rammpfähle mäklergeführt eingebracht. Setzungen führen zu Zusatzbelastungen der Ankerpfähle. Ursache sind zum Beispiel Auffüllung, Aushubentlastung oder die Herstellung weiterer Pfähle hinter der Spundwand. Je nach Bodenbeschaffenheit werden langsam oder schnell schlagende Rammen eingesetzt. Vorteile langsam schlagender Rammen • Längere Krafteinwirkung • Eignung besonders für bindige Böden • Umweltfreundlich • Deutlich geringere Lärm- bzw. Erschütterungsbelastung Vorteile schnell schlagender Rammen • Eignung besonders für nichtbindige Böden • Erhöhen durch „Rüttelwirkung“ die Tragfähigkeit Grundsätzlich können zusätzliche Verformungen eine Erhöhung der Pfahlbeanspruchung bewirken, sodass die maximale Belastung unter Umständen nicht am Pfahlkopf, sondern hinter der Spundwand auftritt. Dies muss bei der Ausbildung der Pfähle und des Pfahlanschlusses berücksichtigt werden. >REFERENZEN Brandenburg, Deutschland: Hafen Brandenburg // Bremerhaven, Deutschland: Containerterminal CT4 // Rostock, Deutschland: Maritimes Gewerbegebiet Groß Klein // Sassnitz, Deutschland: Liegeplatz 9 30 Maschinentechnik Modernste Technologie für alle Einsatzbereiche Verschiedene Baustellenbedingungen erfordern ganz unterschiedliche Maschinen und Ausrüstungen. Für den Einsatz unserer Ankertechnik bieten wir zusätzlich zu den Materialien und Ausrüstungen auch die spezielle Einbringtechnik an. Diese können wir passend zum Bauvorhaben zur Verfügung stellen. Unsere Geräte erfüllen höchste Ansprüche an Leistungsfähigkeit, Präzision, Qualität und Sicherheit. 31 Bohrgeräte Gebräuchliche Maschinen für den Einbau der Ankertechnik sind Bohr geräte mit Verpressstation. Üblich sind hydraulische Ankerbohrwagen und Anbaulafetten mit hydraulischen, drehschlagenden Bohrhämmern. Entscheidend für das optimale Einbringen der Pfähle ist die richtige Wahl der Bohreinrichtung. Bohrlafettenanbringung • Abstützung (Füße) für Bohrlafetten mit Aggregat • Bohrlafette am Baggerarm und mit Bohrwagen Einsatzbereiche • Gründungs-, Stabilisierungs-, Instandsetzungs- und Sanierungsaufgaben Typ TKB 203 TKB 502-2 Vorteile • Kompakte und robuste Konstruktion • Optimale Kinematik bei geringem Gesamtgewicht • Pendelfahrwerk gleicht im Fahrbetrieb automatisch Geländeunebenheiten aus • Pendelfahrwerk kann zusätzlich als Einrichtund Verladehilfe dienen • Optimales und ergonomisches Bedienerpult • Integration von allen hydraulischen Funktionen im Steuerstand • Optimal bei beengten Verhältnissen • Einsetzbar in schwierigsten Geologien • Vermeidung von Flurschäden TKB 504 TKB 605 TKB 609 TKB 205 MP Motorleistung kW 97 82 160 160 190 147 Gesamtbreite mm 740/1200 1900 2063 2500 2480 2500 mm 1200–2690 (Teleskoplafette) 3350 3600 4600 4950 6300 Rückzugkraft kN 62 50 82 100 100 200 Vorschubkraft kN 38 50 46 100 100 100 mm 152–610 68–254 68–254 76–305 89–406 150–660 HB35 / HB45 / HB50 / HB60 HB50 / HB60 Lafette Vorschublänge* Klemm- und Brechvorrichtung Durchmesser Hydraulikhämmer, empfohlen HB35 / HB45 HB35 / HB45 HB35 / HB45 HB35 / HB45 / HB50 Kraftdrehköpfe, empfohlen HG8 / HG12 / HG19 / HG24 HG8 / HG12 HG11 / HG12 / HG19 HG24 / HG19 / HG12 / HG11 HG11 / HG12 / HG19 / HG24 HG12 / HG19 / HG24 HR40 / HR50 HR20 / HR40 HR40 / HR50 HR50 / HR60 HR50 / HR60 HR50 / HR60 6200 9000 13000 14800 21000 18500 Kraftdrehköpfe, empfohlen Gesamtgewicht* kg * abhängig von der Geräteausrüstung KRUPP Hydraulische Bohrhämmer Für fast jede denkbare Bohraufgabe liefern wir eine moderne und vollständige Produktpalette. Durch weltweite Zusammenarbeit mit allen führenden Bohr geräteherstellern stellen wir sicher, dass KRUPP Bohrantriebe problemlos auf alle gängigen Trägergeräte aufzubauen sind. Einsatzbereiche • Überlagerungsbohrung • Rammbohren • Verankerungen Typ Gewicht, ca. Schlagzahl, max. HB15 HB20 Vorteile • Montierbar auf alle gängigen Trägergeräte • Extrem kleines Gehäuse • Erleichterung beim Ziehen durch die Dämpfungseinrichtung • Optional: elektrische, hydraulische oder manuelle Schaltung am Drehwerk und am Schlagwerk • Optional: externer Spülkopf HB35 HB45 HB50 HB60 kg 150 220 330 450 810 980 min –1 3000 3000 2500 2500 2400 2400 Einzelschlagenergie, max. Nm 270 290 590 590 835 835 Drehmoment bei 205 bar Nm 2200 4400 10100 9500 13800 25900 min –1 119 119 240 160 120 80 Drehzahl bei 170 l/min 32 REGIONALBEREICH NORD Bremen Max-Planck-Straße 10 28832 Achim Telefon +49 4202 5197-0 Fax +49 4202 5197-20 REGIONALBEREICH WEST Essen Hollestraße 7a 45127 Essen Telefon +49 201 844-562313 Fax +49 201 844-562333 REGIONALBEREICH SÜD München Ottostraße 7 85757 Karlsfeld Telefon +49 8131 3814-10 Fax +49 8131 3814-30 ThyssenKrupp Infrastructure Hollestraße 7a · 45127 Essen Telefon 0201 844-562313 · Fax 0201 844-562333 [email protected] · www.thyssenkrupp-infrastructure.com TKIF.063.d.3.1.06.15.MA · Änderungen vorbehalten REGIONALBEREICH OST Berlin Zeppelinring 11 – 13 15749 Mittenwalde Telefon +49 3375 9217-0 Fax +49 3375 9217-10
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