Untersuchung der Interaktionsbeziehungen kombiniert belasteter Pfähle in bindigen und nichtbindigen Böden: Fid-Bau Portal

Untersuchung der Interaktionsbeziehungen kombiniert belasteter Pfähle in bindigen und nichtbindigen Böden

Thieken, Klaus / Achmus, Martin

Gründungspfähle können nicht nur zur Abtragung von vertikalen, sondern gleichzeitig auch von horizontalen Lasten in den Baugrund herangezogen werden. Eine derartige kombinierte Belastung führt allerdings zu Beeinflussungen im vertikalen und horizontalen Tragverhalten, welche in der derzeitigen Bemessungspraxis keine Berücksichtigung finden. Zur Identifikation und Quantifizierung dieser Interaktionseffekte wurden umfangreiche Untersuchungen mit der Finite-Elemente-Methode durchgeführt. Im Beitrag werden die Ergebnisse dieser Untersuchungen für Pfähle in nichtbindigen Böden unter dränierten und in bindigen Böden unter undränierten Belastungsbedingungen dargestellt. Dabei wird auch der Einfluss eines Biegemoments am Pfahlkopf oder einer Pfahlkopfeinspannung behandelt. Es ergeben sich komplexe Interaktionseffekte, welche mittels Interaktionsdiagrammen dargestellt werden können. Schwerpunktmäßig werden Interaktionseffekte hinsichtlich Pfahlkopfverformungen und Pfahlgrenzlasten betrachtet. Abschließend wird aber auch die Veränderung der Biegebeanspruchung des Pfahls durch Interaktionseffekte untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der dargestellten Untersuchung wird grundsätzlich festgestellt, dass für Pfähle in Sand infolge einer kombinierten Druckbelastung sowohl ein Anstieg der Systemsteifigkeiten als auch der Grenzlasten zu erwarten ist. Für kombinierte Zugbelastung kommt es dagegen zu einer Reduktion der Systemsteifigkeiten sowie der horizontalen Grenzlast. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass das Maß der Interaktionsbeeinflussung wesentlich von der Systemsteifigkeit des Pfahl-Bodensystems sowie der Größe der durch die Horizontalkraft mobilisierbaren zusätzlichen Mantelreibung abhängt.