Schraubenstapel schieben
Video: https://youtu.be/-AkwUZsjj7A
Schraubpfähle, manchmal auch als Schraubpfähle, Schraubpfeiler, Schraubanker, Schraubfundamente, Bodenschrauben, Schraubenpfähle, Schraubenpfeiler oder Schraubenanker bezeichnet, sind ein Stahlschraubpfahl- und Bodenverankerungssystem, das zum Bau von Tiefgründungen verwendet wird. Schraubpfähle werden typischerweise aus hochfestem Stahl[1] hergestellt, wobei rohrförmige Hohlprofile unterschiedlicher Größe für den Pfahl- oder Ankerschaft verwendet werden.
Der Pfahlschaft überträgt die Last einer Struktur in den Pfahl. Wendelförmige Stahlplatten werden entsprechend den vorgesehenen Bodenverhältnissen mit dem Pfahlschaft verschweißt. Helices können in einem bestimmten Abstand pressgeformt werden oder bestehen einfach aus flachen Platten, die in einem bestimmten Abstand an den Schaft des Pfahls geschweißt werden. Die Anzahl der Spiralen, deren Durchmesser und Position auf dem Pfahlschaft sowie die Dicke der Stahlplatte werden alle durch eine Kombination aus folgenden Faktoren bestimmt:
Die Belastungsanforderung für die kombinierte Tragwerksauslegung
Die geotechnischen Parameter
Umgebungskorrosionsparameter
Die minimale Designlebensdauer der Struktur, die gestützt oder gehalten wird.
Installation
Schraubpfähle werden ähnlich wie eine Schraube in Holz in den Boden gewickelt. Schraubpfähle werden mit verschiedenen Erdbewegungsgeräten installiert, die mit rotierenden hydraulischen Anbaugeräten ausgestattet sind. Die Maschinen reichen von Kompaktladern bis hin zu 5- bis 80-Tonnen-Baggern. Rotationshydraulik-Antriebsköpfe mit Drehmomentkapazitäten von 5,000 Nm bis 500,000 Nm werden unter Verwendung verschiedener Auslegerkonfigurationen kundenspezifisch angepasst. Spezielle Antriebsaufsätze verbinden den Schraubenstapel mit der Maschine. Korrekte Installationstechniken sind von größter Bedeutung, um die berechnete Belastung und Setzungsergebnisse zu erfüllen. Falsche Techniken führen wahrscheinlich zu einer schlechten Gesamtflorleistung.
Entwicklung
Schraubpfähle wurden zuerst von dem irischen Bauingenieur Alexander Mitchell in einem Artikel im Civil Engineer's and Architects Journal in 1848 - beschrieben, jedoch wurden spiralförmige Pfähle zu diesem Zeitpunkt seit fast einem Jahrzehnt verwendet.[2] Schraubfundamente tauchten erstmals im 19. Jahrhundert als Pfahlgründungen für Leuchttürme auf [3] und wurden häufig für Pfeiler in Häfen verwendet. Zwischen den 1850er und 1890er Jahren wurden mehr als 100 Leuchttürme mit Schraubpfählen an der Ostküste der Vereinigten Staaten mit Schraubpfählen errichtet. Ursprünglich aus Guss- oder Schmiedeeisen hergestellt, hatten sie eine begrenzte Trag- und Spannfähigkeit.
Moderne Nutzung und Vorteile
Schraubpfähle werden häufig verwendet, und ihre Verwendung erstreckt sich von Leuchttürmen auf Schienen, Telekommunikation, Straßen und zahlreiche andere Industrien, in denen eine schnelle Installation erforderlich ist oder Bauarbeiten in der Nähe bestehender Strukturen stattfinden.
Schraubpfahlinstallationen haben sich auch auf Wohnanwendungen ausgeweitet, wobei viele Hausbesitzer einen Schraubpfahl anderen Optionen vorziehen. Einige gängige Anwendungen für spiralförmige Pfahlgründungen umfassen Wohndecks, Schuppen, Zementplatten, vorgeformte Treppen und Höhenbalken.
Das moderne Schraubpfahldesign basiert auf standardmäßigen strukturellen und geotechnischen Prinzipien. Konstrukteure von Schraubpfählen verwenden typischerweise ihre eigene Konstruktionssoftware, die durch Feldversuche mit unterschiedlichen Druckpfahl- und Zugankerkonfigurationen in verschiedenen Bodenprofilen entwickelt wurde. Korrosion wird auf der Grundlage ausgedehnter Feldversuche in Kombination mit weltweiten Datenbanken zu Stahl in Bodenkorrosion behandelt. Moderne Schraubpfahl-Tragfähigkeiten liegen über 2,000 kN (220 kurze Tonnen-Kraft). Schraubpfähle mit hoher Tragfähigkeit können verschiedene Komponenten aufweisen, wie z. B. flache Halbspiralen, Bisalloy-Schneidspitzen und -Spiralen, Kopfplatten oder Bewehrungsschnittstellen zur Verbindung mit verschiedenen Beton- oder Stahlkonstruktionen.
Die meisten Branchen setzen aufgrund der Kosteneffizienz und – zunehmend – der geringeren Umweltbelastung auf Schraubpfahlexperten. Das „Einschrauben“ der Fundamente in den Boden bedeutet, dass es weniger Bodenverdrängung gibt, sodass überschüssige Erde nicht von der Baustelle transportiert werden muss, was Transportkosten spart und die CO2-Bilanz des Projekts verringert.
Zu den Hauptvorteilen von Schraubpfählen gehören: kürzere Projektzeiten, einfache Installation, einfacher Zugang, Reduzierung des CO2-Fußabdrucks, einfache Entfernung, wenn die Fundamente nicht mehr benötigt werden, geringeres Risiko für die Belegschaft und geringere Kosten.
Außerdem sind sie sowohl für Zug- als auch für Druckbelastungen geeignet, sodass sie auch für Masten, Schilder und Haltekonstruktionen verwendet werden.
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