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Frankipfahl NG®

Der Höchstleistungspfahl

Der Frankipfahl NG® kommt vor allem dort zum Einsatz, wo erst in großen Tiefen gut tragfähiger Baugrund erreicht wird und/oder wo die Abtragung von hohen Lasten erforderlich ist. Die Vielfalt der Ausführungsvarianten ermöglicht eine individuelle Anpassung an verschiedenste Baugrundverhältnisse und Baustellensituationen, um hohe Tragfähigkeiten zu erreichen.

Es ist damit möglich sowohl Lotpfähle als auch Schrägpfähle mit einer Neigung von bis zu 4:1 auszuführen. Darüber hinaus eignet sich der Frankipfahl NG® aufgrund seiner Fußaufweitung auch gut für die Aufnahme von Zuglasten.

Ursprünge des Frankipfahls

1908 meldete Edgard Frankignoul das heute weltweit ausgeführte Pfahlsystem zum Patent an. Dieses beinhaltet die Herstellung des kompletten Pfahls mit gestampftem, erdfeuchtem Beton. Die Schaftherstellung mit fließfähigem Beton und die Fußbemessung, wie sie in Deutschland seit Anfang der 1990er Jahre üblich sind, stellen eine wirtschaftliche und sichere Weiterentwicklung dar. Um den Unterschied zum System von Edgard Frankignoul zu verdeutlichen, verwenden wir für das neue Verfahren den Namen Frankipfahl NG®, wobei NG für Neue Generation steht.

Technische Broschüre
Frankipfahl NG®
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Anwendungen

Der Frankipfahl NG® kommt vor allem dort zum Einsatz, wo erst in großen Tiefen gut tragfähiger Baugrund erreicht wird und/oder wo die Abtragung hoher Lasten erforderlich sind. Die Vielfalt der Ausführungsvarianten ermöglicht eine individuelle Anpassung an verschiedenste Baugrundverhältnisse und Baustellensituationen, um hohe Tragfähigkeiten zu erreichen. Frankipfähle NG® eignen sich auch bei kontaminierten Böden, da sie als Verdrängungspfahl keinen Boden fördern. Eine Ausführung als Energiepfahl ist möglich, um den Frankipfahl NG® auch geothermisch zu nutzen.

Frankipfähle NG® sind als Tiefgründungselement für Bauwerke aller Art einsetzbar. Dazu zählen unter anderem:

  • Brückenbauwerke
  • Windenergieanlagen
  • Silos
  • Hochregallager
  • Kranbahnen
  • Docksohlen
  • Industriegebäude
  • Schwerlastflächen
     

Vorteile

Die Vielfalt der Ausführungsvarianten ermöglicht eine individuelle Anpassung an verschiedenste Baugrundverhältnisse und Baustellensituationen, um hohe Tragfähigkeiten zu erreichen.

Die Vorteile von Frankipfählen NG®:

  • Sehr hohe Pfahllasten erzielbar: Charakteristische Pfahlwiderstände Rk bis 12.000 kN
  • Volle Bodenverdrängung, somit entfallen Zusatzkosten für den Transport von Bodenaushub
  • Anzahl und Länge der Pfähle können optimiert und individuell angepasst werden
  • Verkleinerung der Fundamente möglich
  • Sehr wirtschaftliches System durch Einsparung von Beton und Stahl
  • Sehr gutes Widerstands-Setzungs-Verhalten
  • Zusätzliche Bodenverbesserung mittels Kiesvorverdichtung, KVV 
  • Begrenzung der Absetztiefe des Pfahls
  • Geringe Lärmemission im Vergleich zu kopfgerammten Systemen
  • Einsatz an kontaminierten Standorten möglich
  • Herstellung in besonders schlechten Weichschichten mit Hülsenrohr umsetzbar
  • Als Energiepfahl ausführbar
     

Grundlagen

Normen und Regeln

Die Bemessung und die Herstellung der Frankipfähle NG® erfolgen nach Eurocode 7 sowie DIN EN 12699 und nach den Empfehlungen des Arbeitskreises „Pfähle“ (EA-Pfähle). Der Durchmesser kann zwischen 51 und 71 cm liegen. Pfahllängen von 10 bis 25 m sind üblich. 

Pfahlfußbemessung

Entscheidendes Merkmal für den axialen Pfahlwiderstand des Frankipfahls NG® ist der aufgeweitete Pfahlfuß. Dieser wird durch Ausrammen von nahezu trockenem Beton mittels Innenrohrrammung hergestellt. Durch die Auswertung einer großen Anzahl von statischen Probebelastungen wurden Korrelationen zwischen der Lagerungsdichte/Konsistenz der anstehenden Böden und der erforderlichen Arbeiten beim Einrammen der Vortreibrohre auf der einen Seite und dem erforderlichen Volumen des Pfahlfußes für die Lastabtragung auf der anderen Seite gefunden. Aufgrund dieser Zusammenhänge kann das Fußvolumen an die Tragfähigkeit des anstehenden Bodens angepasst werden. Daraus wurden Pfahlfußbemessungskurven abgeleitet, wie Sie bei den EA-Pfählen bekannt sind.

Bei der Vorbemessung beraten wir Sie gerne.

Qualitätssicherung

Zur Qualitätssicherung bei der Bauausführung sind die Anforderungen der europäischen und nationalen Normen zu beachten. Die Bemessung und die Herstellung der Frankipfähle erfolgen nach Eurocode 7 sowie DIN EN 12 699 und nach den Empfehlungen des Arbeitskreises „Pfähle“ (EA-Pfähle). Die Eigenüberwachung und Dokumentation der Bauausführung sind in den Herstellungsnormen geregelt.

Die Ausführung von Frankipfählen erfordert eine auf die Anforderungen der jeweiligen Maßnahme individuell abgestimmte Verfahrensanweisung. So kommt es neben der Fachkenntnis und Erfahrung ebenso auf das Gefühl des Maschinenführers an. Das Bedienen der großen Spezialgeräte stellt einen sensiblen Vorgang dar, bei dem es auf die optimale Abstimmung der Herstellparameter ankommt, um den gewünschten Pfahlwiderstand zu erzielen.

Eine hohe Ausführungsqualität stellen wir sicher durch:

  • Individuell abgestimmte Verfahrensanweisungen
  • Einhaltung der Anforderungen aus DIN EN 12 699, Eurocode 7 und EA-Pfähle
  • Klare Prozesse über unser Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN 9001:2015
  • Statische oder dynamische Pfahlprobebelastungen
  • Pfahl-Integritätsprüfungen
     

Ausführungsvarianten

Herstellung ohne Kiesvorverdichtung

Der Frankipfahl NG® ist ein Ortbetonrammpfahl mit wiedergewonnenem Vortreibrohr. Dieses wird unten mit einem Pfropfen aus trockenem Beton oder Kiessand wasserdicht verschlossen. Ein im Rohr arbeitender Freifallbär schlägt auf diesen Pfropfen und rammt dadurch das Rohr in den Boden. Die dabei geleistete Rammarbeit, gemessen in Schlägen pro Meter, ist ein Maß für die Tragfähigkeit des Bodens am jeweiligen Standort. Nach Erreichen der Solltiefe bzw. der Rammkriterien erfolgt die Loslösung des Pfropfens und die Ausstampfung der erforderlichen Fußbetonmenge. Anschließend wird ein Bewehrungskorb eingestellt, Beton eingefüllt und das Vortreibrohr wieder gezogen. Frankipfähle NG® können lotrecht oder bis zu einer Neigung von 4:1 hergestellt werden.

Herstellung mit Kiesvorverdichtung

Sollte der anstehende Boden in der vorgesehenen Absetztiefe keine ausreichende Tragfähigkeit besitzen, ist vor Herstellung des Pfahlfußes eine Bodenverbesserung mittels Kiesvorverdichtung möglich. Der Boden wird hierbei in einem entsprechenden Bereich unterhalb und oberhalb der Pfahlabsetztiefe durch Ausstampfen von Kies verbessert.

Weiterentwicklung zum Megapfahl

Seit 2009 wird der Frankipfahl NG® auch mit einem Schaftdurchmesser von 71 cm hergestellt. Diesen Frankipfahl NG® nennen wir Megapfahl. Mit dem schlanken Schaftdurchmesser von 71 cm können charakteristische Pfahlwiderstände Rk bis 12.000 kN je nach Baugrund mit den gewohnt geringen Setzungen abgetragen werden.

Anwendungsvielfalt für mehr Nachhaltigkeit

Der Megapfahl kann in einem breiten Spektrum von Baugrundverhältnissen als Tiefgründungselement für Bauwerke mit besonders hohen Vertikallasten, wie zum Beispiel Brücken, Industriegebäuden, Kraftwerken und Silos eingesetzt werden. Die hohe Tragfähigkeit ermöglicht selbst bei sehr großen Stützenlasten, die Fundamente bzw. Widerlager gegenüber anderen Pfahlsystemen deutlich zu verkleinern und den Betonverbrauch zu reduzieren.

Optimierungsbeispiel:

Frankipfahl NG® in kontaminiertem Boden

Ökologisch: 60-Grad-Fußspitze

Durch die volle Bodenverdrängung ist der Frankipfahl NG® auch an kontaminierten Standorten besonders gut geeignet. Zur Vermeidung von Schadstoffverschleppungen bei der Pfahlherstellung wird beim Durchrammen der kontaminierten Schicht eine 60-Grad-Fußspitze verwendet. Alternativ wird eine Dichtungsplombe eingesetzt, um den Transport von Schadstoffen in tiefer liegende Schichten zu verhindern.

Sicher: Dichtungsplombe

Bei Pfahlgründungen, die durch kontaminierte Bodenschichten führen, ist darauf zu achten, dass sowohl während als auch nach der Pfahlherstellung kein Transport von Schadstoffen aus dem kontaminierten Bereich heraus in andere Bodenschichten bzw. ins Grundwasser stattfindet. Dieses kann mit dem Einbau spezieller Dichtungsplomben im Bereich der kontaminierten Bodenschicht verhindert werden.

Frankipfahl NG® mit Hülsenrohr

Bei besonders schlechten Weichschichten, starker Grundwasserströmung oder aggressivem Baugrund muss die Frischbetonsäule des Pfahls gestützt und/oder geschützt werden. Dies erfolgt mit Hülsenrohren, die mit dem Bewehrungskorb verbunden sind.

Ausgewählte Referenzprojekte

Frankipfahl NG®
Neubau Gaskraftwerk, Leipheim
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Frankipfahl NG®
GuD Kraftwerk . Herne
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Frankipfahl NG®
Neubau von zwei Brückenbauwerken A26 . Buxtehude
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Frankipfahl NG®
Waltershofer Brücken West . Hamburg
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