905-657-X 06-13 FDP - bauer.de · PDF fileder Pfahl „drucklos“ betoniert werden. Durch den drucklosen Betoniervorgang wird vor allem in weichen Böden der Betonmehrverbrauch minimiert

FDPVerdrängerpfahl-System

Verfahren und Geräte

Verf

ahre

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905-657-X_06-13_FDP.qxd 04.07.2013 9:36 Uhr Seite 1

Verdrängerpfähle sind Ortbetonbohrpfählebei denen ein Verdrängerbohrkopf miteinem Drehbohrgerät in den Bodeneingedreht und eingedrückt wird.

Die Voraussetzung für einen erfolgreichenEinsatz sind moderne Drehbohrgeräte mithohem Drehmoment, großen Vorschub-und Rückzugkräften und einem hohentorsionssteifen Bohrmast.

Das Verfahren kann in einem weitenSpektrum an Bodenarten eingesetztwerden. Dieses reicht von sandigenKiesen, Sand, Schluff und Ton bis zuweichen organischen Böden. Es muss sichallerdings um einen verdrängbaren Bodenhandeln. Als Faustregel gelten:SPT < 30 oder CPT < 10 MPa. Durch die Verwendung von Verdränger-köpfen mit einem verlängerten Schnecken-anfänger ist es möglich, gering mächtige,nicht verdrängbare Schichten zudurchörtern oder in diese einzubinden.

Das Verdränger-bohrsystem FDP

FDP Verdrängerpfahl-System


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© BAUER Maschinen GmbH, 6/2013

Hohe Tragfähigkeit

Das Verdrängen des Bodenvolumens in das umgebendeErdreich erzeugt einen hoch verdichteten Bodenbereich.Dieser Effekt bewirkt eine Erhöhung der Mantelreibung unddes Spitzendrucks (bezogen auf den Nenndurchmesser).

Erschütterungsfreier Herstellprozess

Das Einbringen des Verdrängerwerkzeuges im Drehbohr-verfahren mit zusätzlichem Vorschub erzeugt keineErschütterungen an Nachbargebäuden.

Minimierung von Aushubmaterial

Während des Eindrehens und Eindrückens des Werkzeugeswird das verdrängte Bodenvolumen vollständig in dasumgebende Erdreich gedrückt.Durch die fehlende Bodenförderung ist dieses Pfahlsystemoptimal geeignet zum Arbeiten in kontaminierten Böden.Der geringe Bodenaushub erleichtert die Manövrierfähigkeitdes Bohrgerätes auf der Baustelle.

Hohe Produktivität

Die Produktivität der Pfahlherstellung ist abhängig von

• Pfahldurchmesser

• Drehmoment und Anpresskraft desBohrgerätes

• Lagerungsdichte des Bodens

• Verdrängbarkeit des Bodens

• Leistung der Betonpumpe

Reduzierter Betonverbrauch

Verglichen mit anderen Schneckenbohrpfahl-Systemen istder Mehrverbrauch an Beton bedeutend geringer.

VernachlässigbareBohrgutförderung bei FDP

KontinuierlicheBohrgutförderung bei SOB (als Vergleich)

Tiefe

Minuten

0,000:00

2,3

4,6

7,0

9,3

11,6

00:4301:26

02:1002:53

03:3604:20

05:0305:47

06:3007:13

07:5708:40

09:2410:07

10:5011:34

12:1713:00

13,9

Beispiel

FDP-Pfahl 13,9 mAbbohren 5,5 minBetonieren 7,5 minUmsetzen, Einrichten 3 minGesamtzeit 16 min

max. Tagesleistung 36 Pfähle (430 m)

Spitzendruck

Ma

nte

lre

ibu

ng

Bohrpfahl

Spitzendruck

Verdrängerpfahl

verdichteter

Boden

Ma

nte

lre

ibu

ng


Vorteile des Verdrängerpfahl-Systems


FDP Standardverfahren


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1 2 3 4 5


FDP – Standardverfahren Arbeitsablauf

Schritt 1:Einrichten des Gerätes am Bohrpunkt

Schritt 2:Einbohren des Verdrängerkopfes in den Boden durchDrehen und Eindrücken des Werkzeuges. Der Bodenwird mit dem Schneckenanfänger gelöst und durch denkonischen Verdrängerkörper in das umgebende Erdreichgedrückt.

Schritt 4:Nach dem Erreichen der Endtiefe wird das Werkzeuggezogen. Gleichzeitig wird mit einer Betonpumpe derBeton durch die Hohlseele des Werkzeuges in denentstandenen Hohlraum gepumpt. Während des Ziehens wird das Werkzeug in gleicherRichtung gedreht und verdichtet mit der oberhalb desVerdängerkörpers liegenden gegenläufigen Wendeleventuell nachgefallenes Erdreich oder entspannteBohrlochwandbereiche.

Schritt 5:Der Bewehrungskorb wird, unterstützt durch Vibration,in den frischen Beton gedrückt.

Schritt 3:Abbohren bis zur Endtiefe. Die Bohrtiefe ist durch dieMasthöhe begrenzt, kann jedoch durch die Verwendungeiner Kellyverlängerung je nach Gerätetyp um 6 – 10 mverlängert werden.



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FDP – Standardverfahren Verdrängerkopf

Nachverdichten beim ZiehenGegenläufige Wendel mit konusförmigem Körper zum Verdichten von gelockerten Bereichen beim Ziehen des Werkzeuges

StabilisierenZylindrischer Walzenbereich zum Stabilisieren des verdrängten Bodens

VerdichtenKonusförmige Seelengeometrie erzeugt Horizontalkräfte im aufsteigenden Boden (horizontale Verdichtungsenergie)

LösenDer Boden wird mit einem Schneckenanfänger gelöstund über die Wendeln nach oben transportiert



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Ø D1 360 mm 440 mm 440 mm 510 mm 510 mm 620 mmØ D2 254 mm 254 mm 368 mm 254 mm 368 mm 368 mm

STM KV GMV STM KV GMV STM KV GMV STM KV GMV STM KV GMV STM KV GMVBG 12 H 11,0 15,0 – 11,0 15,0 – – – – – – – – – – – – –BG 15 H 12,0 18,0 – 12,0 18,0 – – – – – – – – – – – – –BG 18 H – – – 13,5 21,5 – 13,5 21,5 – 13,5 21,5 – – – – – – –BG 20 H – – – 14,5 22,5 – 14,5 22,5 – 14,5 22,5 – 14,5 22,5 – – – –BG 24 H – – – – – – 15,0 23,0 25,5 – – – 15,0 23,0 25,5 15,0 23,0 25,5BG 28 – – – – – – – – – – – – 18,0 26,0 28,5 18,0 26,0 28,5BG 28 H – – – – – – – – – – – – 17,5 25,5 28,0 17,5 25,5 28,0BG 30 – – – – – – – – – – – – 18,0 26,0 31,5 18,0 26,0 31,5BG 30 H – – – – – – – – – – – – 19,3 27,3 32,3 19,3 27,3 32,3BG 39 – – – – – – – – – – – – 19,0 27,0 31,0 19,0 27,0 31,0BG 40 – – – – – – – – – – – – 18,5 26,5 30,5 18,5 26,5 30,5BG 42 – – – – – – – – – – – – 20,0 28,0 32,0 20,0 28,0 32,0BG 46 – – – – – – – – – – – – 22,5 30,5 34,5 22,5 30,5 34,5BG 50 – – – – – – – – – – – – 30,0 38,0 42,0 30,0 38,0 42,0

RG 18 S 18,0 22,0 – 18,0 22,0 – 18,0 22,0 – 18,0 22,0 – 18,0 22,0 – – – –RG 22 S 22,0 26,0 – 22,0 26,0 – 22,0 26,0 – 22,0 26,0 – 22,0 26,0 – – – –RG 25 S – – – – – – 24,5 32,0 – 24,5 32,0 – 24,5 32,0 – 24,5 32,0 –

STM KV GMV


FDP – Standardverfahren Bohrtiefen und Bohrdurchmesser

BG 28 mit Standardmast BG 40 mit Kellyverlängerung BG 30 mit Kellyverlängerung undGittermastverlängerung

Bohrgeräte der BG-Reihe und Universalträgergeräte der Tochterfirma RTGRammtechnik (RG-Geräte) sind ideale Trägergeräte für das FDP-Verfahren. Die Geräteauswahl richtet sich nach der erforderlichen Bohrtiefe und demerforderlichen Drehmoment.Die Bohrtiefen können durch Verwendung von Zusatzausstattungen (Kelly- und Gittermastverlängerung) vergrößert werden.

Ø D1 = BohrdurchmesserØ D2 = GestängedurchmesserØ Seelenrohr 120 mm

für alle Bohrdurchmesser

Bohrtiefen (m)

Standardmast

Kellyverlängerung

Kellyverlängerung +Gittermastverlängerung



Als Variante zum Standardverfahren kanndas Verdrängerbohrsystem FDP mitverlorener Bohrspitze („Lost bit“)verwendet werden. Es unterscheidet sichdurch eine vollflächig abstoßbareBohrspitze, ein Seelenrohr mit einemgrößeren Innendurchmesser und durcheinen Betoniertrichter der auf dasSeelenrohr aufgesetzt wird. Damit kann der Pfahl „drucklos“ betoniert werden.Durch den drucklosen Betoniervorgangwird vor allem in weichen Böden derBetonmehrverbrauch minimiert. Außerdem verringert sich die Gefahr desFestpressens des Verdrängerkörperswährend des Betonierens.

FDP Lost bit-Verfahren


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FDP – Lost bit-VerfahrenArbeitsablauf

Beton

Kamera

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Schritt 1:Einrichten des Gerätes am Bohrpunkt, Aufnehmen derverlorenen Spitze

Schritt 2:Einbohren des Verdrängerkopfes in den Boden durchDrehen und Eindrücken des Werkzeuges. Der Bodenwird mit dem Schneckenanfänger gelöst und durch denkonischen Verdrängerkörper in das umgebende Erdreichgedrückt.

Schritt 4:Nach dem Erreichen der Endtiefe wird das Drehgetriebevom Bohrrohr abgekoppelt und der Bewehrungskorbwird mit der Hilfswinde oder einem Hilfskran in dasSeelenrohr auf die volle Länge eingebaut.

Schritt 5:Während des Ziehens wird der Beton über denBetoniertrichter drucklos durch das Seelenrohreingefüllt. Der Füllgrad des Betoniertrichters kann vomFahrer über eine Kamera laufend kontrolliert werden.Wie beim Standardverfahren wird das Werkzeugwährend des Ziehvorganges in Bohrrichtung gedrehtund verdichtet mit der oberhalb des Verdängerkörpersliegenden gegenläufigen Wendel eventuellnachgefallenes Erdreich oder entspannteBohrlochwandbereiche.

Schritt 3:Abbohren bis zur Endtiefe. Die Bohrtiefe ist durch dieMasthöhe begrenzt, kann jedoch durch die Verwendungeiner Kellyverlängerung je nach Gerätetyp um 6 – 10 mverlängert werden. Die Bohrtiefe kann auch durchAufsetzen von koppelbaren Gestängen verlängertwerden.



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1

2

3

4

5

6


FDP – Lost bit-Verfahren Ausrüstung

Verlorene Bohrspitze –Lost bitStandard: Stahl- oder Gussspitze

Bohrspitzen aus ultrahochfestem Betonsind in der Erprobungsphase

Antriebseinheit mit Betonierausrüstung

1 Betoniertrichter2 Betonierschlauch3 Kamera4 Drehgetriebe5 Hydraulische Rohrführung6 FDP-Gestänge

Lost bit-Bohrgestängebestehend aus verlorener Spitze,Bohranfänger, Vorlaufschnecke,Verdrängerkörper, Bohrgestänge

Die Vorlaufschnecke wird bei hartenBöden zum Auflockern eingesetzt. Sie ist in verschiedenen Längenerhältlich. Bei normal verdrängbarenBöden entfällt die Vorlaufschnecke.



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440 510 550 620 710368 368 445 445 445220 220 327 327 327

Ø D 440 mm 510 mm 550 mm 620 mm 710 mmSTM GMV STM GMV STM GMV STM GMV STM GMV

BG 18 H 13,5 21,0 13,5 21,0 – – – – – –BG 20 H 14,0 21,5 14,0 21,5 – – – – – –BG 24 H 15,0 25,0 15,0 25,0 15,0 25,0 15,0 25,0 – –BG 28 – – 18,0 28,0 18,0 28,0 18,0 28,0 18,0 28,0BG 28 H – – 17,5 27,5 17,5 27,5 17,5 27,5 17,5 27,5BG 30 – – 18,0 31,0 18,0 31,0 18,0 31,0 18,0 31,0BG 30 H – – 19,3 32,3 19,3 32,3 19,3 32,3 19,3 32,3BG 39 – – 19,0 30,5 19,0 30,5 19,0 30,5 19,0 30,5BG 40 – – 18,5 30,0 18,5 30,0 18,5 30,0 18,5 30,0BG 42 – – 20,0 31,5 20,0 31,5 20,0 31,5 20,0 31,5BG 46 – – 22,5 34,0 22,5 34,0 22,5 34,0 22,5 34,0BG 50 – – 30,0 41,5 30,0 41,5 30,0 41,5 30,0 41,5

RG 18 S 18,0 – 18,0 – – – – – – –RG 22 S 22,0 – 22,0 – – – – – – –RG 25 S 24,5 – 24,5 – 24,5 – 24,5 – 24,5 –

STM GMV


FDP – Lost bit-Verfahren Bohrtiefen und Bohrdurchmesser

BG 28 mit Standardmast BG 28 mit Kellyverlängerung undGittermastverlängerung

Bohrgeräte der BG-Reihe und Universalträgergeräte derTochterfirma RTG Rammtechnik (RG-Geräte) sind idealeTrägergeräte für das FDP-Verfahren. Die Geräteauswahl richtetsich nach der erforderlichen Bohrtiefe und dem erforderlichenDrehmoment.Die Bohrtiefen können durch Verwendung von Zusatz-ausstattungen (Kelly- und Gittermastverlängerung) vergrößertwerden.

Bohrtiefen (m)

Standardmast

Kellyverlängerung +Gittermastverlängerung Bohrdurchmesser D (mm)

Gestängedurchmesser (mm)Seelenrohrdurchmesser (mm)



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Steuerung und Regelung mitelektronischen „Assistenten“Die meisten BAUER-Bohrgeräte können für den FDP-Einsatzmit elektronischen Programmen ausgerüstet werden(„Bohrassistent“), die während des Abbohrvorganges eineoptimale Vorschubgeschwindigkeit und Vorschubkraft beieiner optimalen Umdrehungszahl des Wekzeuges regeln. Die gewünschten Ausgangsparameter können vomGerätefahrer über einfache Menüs eingegeben werden.Durch die Verwendung eines programmierbaren„Ziehassistenten“ können die Ziehgeschwindigkeit und dieBetonmenge aufeinander abgestimmt werden. Dabei wirdwährend des Betoniervorganges die Betonmengekontinuierlich ermittelt und anhand des Betondurchflusseswird die Ziehgeschwindigkeit automatisch reguliert.

Die „Assistenten“ sind im allgemeinen elektronischenKontroll- und Steuersystems B-Tronic integriert. Sie gewährleisten eine hohe und konstante Pfahlqualität.

Eingabemaske für dieAusgangsparameter „Bohrautomatik“

Touchscreen mit Darstellung wesentlicherParameter im automatischen Bohrmodus:

Bohrgeschwindigkeit, Tiefe, Drehmoment,Vorschubkraft, Alpha-Wert, usw. werdenangezeigt und gespeichert.

B-Tronic Bildschirmdarstellung beiVerwendung der Ziehautomatik:

Während des Betoniervorganges wird dieBetonmenge kontinuierlich ermittelt.

Anhand des Betondurchflusses wird dieZiehgeschwindigkeit automatisch reguliert.

FDP-Verfahren – Qualitätskontrolle



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B-ReportDie aufgezeichneten Daten könnengesamt oder selektiv im Zusatzmodul B-Report ausgewertet und alsProduktionsprotokoll undQualitätssicherungsprotokollausgedruckt werden.

Legende:1 Bohr- und Ziehgeschwindigkeit

2 Eindringrate

3 Drehmoment

4 Hydraulikdruck

5 Alpha-Wert

6 Betondruck

7 Betonmenge

8 Vorschubkraft

tragfähige Schicht

rechnerische Pfahltiefe

�-Wert (Alphawert)Während des Bohrvorganges werdendie Eindringrate (m/U) und dasDrehmoment (kNm) gemessen.Aus diesen Basisdaten errechnet derComputer den �-Wert.Dieser dimensionslose Wert ist einIndikator für die Festigkeit oderLagerungsdichte des Bodens. Er gibteinen Hinweis auf das Antreffen deserforderlichen Traghorizontes bei jedemPfahl. Damit kann die Pfahllängeoptimiert werden.Vor Baustellenbeginn wird an einer odermehreren Probebohrungen eine �-WertAufzeichnung erstellt und mit denAufschlussbohrungen abgeglichen.Die Bauwerkspfähle müssen mit Hilfe des„Bohrassistenten“ abgebohrt werden umeine Reproduzierbarkeit der festgelegtenAbbruchkriterien erreichen zu können.

Selbsterkundendes System für flexiblePfahllängen, die an die geologischen

Verhältnisse angepasst werden können



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Die sicherste Methode zur Bestimmungder Pfahltragfähigkeit ist die Durchfüh-rung von statischen Probebelastungenan Probepfählen oder an Bauwerks-pfählen. Probepfähle, die vor Beginn derBaumaßnahme hergestellt werden,können bis zum Bruch belastet werdenund liefern deshalb dieaussagekräftigsten Werte über dieBelastbarkeit, die Sicherheit und überdas Setzungsverhalten.

Pfahlprobebelastungsrahmen für eine max. Belastung von 3200 kN

Einbau von temporären Zugpfählen

BAUER Maschinen hat ein einfachesSystem zur schnellen Durchführung von Pfahlversuchen entwickelt. Vier Schraubpfähle aus Stahl werden alsReaktionspfähle abgebohrt und miteinem Belastungsrahmen verbunden. Es entstehen keine Wartezeiten für dieAushärtung der Reaktionspfähle.Nach Beendigung des Versucheskönnen die Pfähle wieder herausgedrehtwerden und für den nächsten Versuchverwendet werden.

In Zusammenarbeit mit der UniversitätHamburg-Harburg wurde eine Serie vonGrundsatzversuchen durchgeführt. Dazu wurden 17 Pfähle mit Längen von 8 – 16 m hergestellt. Die Lastsetzungsdiagramme zeigen dieErgebnisse von drei Versuchen an dreiverschiedenen Pfahltypen.

Auffüllung

locker schluffiger Sand

Kleiweich bis steif

Sand

0,0

4,5

6,5

10,0

16,5

mitteldicht

Sand, kiesigmitteldicht, dicht

0 5 10 15 20

qc (MN/m2)

0

10

20

30

40

50

60

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Belastung (MN)

Pfa

hlk

op

fse

tzu

ng

(m

m)

Pfahl A

Pfahl B

Pfahl C

Pfahl A Pfahl B Pfahl CVerfahren FDP FDP SOB

Lost bit Lost bit (Vergleichspfahl)Durchmesser 510 mm 440 mm 500 mmLänge 10,0 m 8,4 m 10,0 m

Pfahlversuche Hamburg

FDP-Verfahren – Pfahltragfähigkeit



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Gerät BG 28Verfahren FDP – Lost bitDurchmesser 620 mmLänge 18,6 m

Pfahlversuch Japan

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

0 10 20 30 40 50

SPT (N30)

Auffüllung

Auffüllung

mit Kies

Ton, weich

Kies, schluffig

dicht

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Belastung (MN)

MantelreibungSpitzendruck

(berechnet)

Pfa

hlk

op

fse

tzu

ng

(m

m)

Gerät BG 40Verfahren FDP – StandardDurchmesser 600 mmLänge 13,0 m

Pfahlversuch Malaysia

Schluff, kiesig

Schluff, sandig

weich

Schluff, sandig

steif

0,0

5,0

10,0

15,0

Schluff, sandig

halbfest

0 5 10 15 20

SPT (N30)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Belastung (MN)

Pfa

hlk

op

fse

tzu

ng

(m

m)



BAUER Maschinen GmbHBAUER-Straße 1D-86529 SchrobenhausenTel. +49 (0)82 52/97-0Fax +49 (0)82 52/97-1135e-mail: [email protected]

Konstruktionsentwicklungen und Prozessverbesserungen könnenAktualisierungen und Änderungen von Spezifikation und Materialienohne vorherige Ankündigung oder Haftung erforderlich machen. Die Abbildungen enthalten möglicherweise optionale Ausstattungund zeigen nicht alle möglichen Konfigurationen. Diese Angaben und die technischen Daten haben ausschließlichInformationscharakter. Irrtum und Druckfehler vorbehalten. 905.657.1 6/2013


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