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Veröffentlichung: (AllMBl 1990 S. 1007)

Diese Norm ist das Beratungsergebnis eines gemeinsamen Ausschusses des Fachbereichs Baugrund des Normenausschusses Bauwesen im DIN Deutsches Institut für Normung e.V. und der Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau e.V.

Da Entwurf, Berechnung und Ausführung von Bohrpfählen gründliche Kenntnis der Bauart und große Erfahrung erfordern, dürfen damit nur solche Unternehmen und Ingenieure betraut werden, die diese Voraussetzungen erfüllen und eine fachgerechte Ausführung sicherstellen. Als verantwortlicher Bauleiter des Unternehmens darf nur bestimmt werden, wer die Bauart und ihre Ausführung gründlich kennt. Die Arbeiten dürfen nur durch Bohrmeister, die Bohrpfähle bereits mit Erfolg hergestellt haben, beaufsichtigt werden. Die Unfallverhütungsvorschriften (UVV) der gewerblichen Berufsgenossenschaften, insbesondere beim Befahren von Hohlräumen, sind zu beachten.

1 Anwendungsbereich

Diese Norm gilt für

1. Bohrpfähle mit folgenden Maßen
   • Durchmesser 0,3 m bis 3,0 m - Neigung nicht flacher als 4:1
   • Mindestpfahllänge im Baugrund 5,0 m oder fünffacher Pfahldurchmesser, wobei der größere Wert maßgebend ist. Wird diese Länge unterschritten, gelten nur die Anforderungen der Abschnitte 4, 5 und 6.
2. Bohrpfähle mit nichtkreisförmigem Querschnitt, z.B. Schlitzwandelemente nach DIN 4126
3. Bohrpfahlwände

Es werden die Anforderungen und Bedingungen behandelt, die mit der Bemessung, der Herstellung und dem Tragverhalten verbunden sind. Hinsichtlich der Bemessung ist dabei folgendes zu beachten:

Diese Norm definiert die grundlegenden Anforderungen an die Herstellung und die Ermittlung der WiderstandsgrößenQ von Bohrpfählen. Die Bemessungsgrößen der WiderständeQ_d werden ermittelt, indem man den BruchwiderstandQ_f durch einen in DIN 1054 festgelegten Teilsicherheitsbeiwert γ_M teilt. Die Bemessungsgrößen der Einwirkungen S_d werden den Bemessungsgrößen der WiderständeQ_d gegenübergestellt, so dass die Grenzzustandsgleichung

erfüllt wird. Die Ermittlung der Bemessungsgrößen ist nicht Gegenstand dieser Norm, siehe DIN 1054.

Anmerkung: Die Angaben über das Tragverhalten gelten für Einzelpfähle. Bei vertikal belasteten Pfahlgruppen ist DIN 1054 anzuwenden. Da vertikale Bohrpfähle häufig auch horizontale Lasten abtragen, wird die Gruppenwirkung für die Bemessung horizontaler Pfahlwiderstände in diese Norm aufgenommen.

2 Begriffe

2.1 Bohrpfähle

Bohrpfähle sind Ortbetonpfähle, die in einem in den Baugrund gebohrten Hohlraum durch Einbringen von Beton, gegebenenfalls mit Bewehrung, hergestellt werden.

Anmerkung: Der Hohlraum wird entweder verrohrt, unverrohrt, unverrohrt mit Stützflüssigkeit oder unverrohrt mit durchgehender Bohrschnecke hergestellt.

2.2 Tragverhalten

2.2.1 Äußeres Tragverhalten

2.2.1.1 Das äußere Tragverhalten wird durch die Abhängigkeit zwischen Pfahlwiderstand und Pfahlkopfverschiebung beschrieben.

2.2.1.2 Das äußere TragverhaltenQ(s) in axialer Richtung wird durch den PfahlwiderstandQ in Abhängigkeit von der axialen Pfahlkopfverschiebungs (Pfahlkopfsetzung bzw. -hebung) angegeben. Der BruchwiderstandQ_f wird bei der Pfahlkopfsetzung bzw. -hebungs_f erreicht, bei deren Überschreitung der PfahlwiderstandQ nicht weiter gesteigert werden kann.

2.2.1.3 Das TragverhaltenH(γ) oderH(α) in Richtung quer zur Pfahlachse wird durch den PfahlwiderstandH in Abhängigkeit von der horizontalen Pfahlkopfverschiebung γ oder einer entsprechenden Pfahlkopfverdrehung α angegeben.

2.2.2 Inneres Tragverhalten

Das innere Tragverhalten wird durch das Tragverhalten des Pfahlbaustoffs beschrieben.

2.3 Nenndurchmesser

Der Nenndurchmesser des Pfahlschaftes ist der größte Durchmesser des Bohrrohrs (bei BV, siehe Abschnitt 3) bzw. des Bohrwerkzeugs (bei BU, siehe Abschnitt 3).

3 Bezeichnung

Für die Bezeichnung eines Bohrpfahls werden folgende Kurzzeichen eingeführt:

Hinter dem Kurzzeichen ist nach einem Bindestrich

• das Verhältnis Pfahlschaft- zu PfahlfußdurchmesserD :D_F,
• bei Schlitzwandelementen das Seitenverhältnis Ausbruchdicke zu Länge des Schlitzwandelementsd_α:l_E und
• bei Herstellung mit durchgehender Bohrschnecke das DurchmesserverhältnisD_i :D_α anzugeben.

Bezeichnung eines Bohrpfahls (B), verrohrt (V) mit Fußverbreiterung (F), einem Pfahlschaftdurchmesser von 0,80 m und einem Pfahlfußdurchmesser von 1,10 m:

Pfahl DIN 4014 - BVF- 0,80 -1,10

Bezeichnung eines Bohrpfahls (B), verrohrt (V), mit einem Pfahlschaftdurchmesser von 0,80 m ohne Fußverbreiterung:

Pfahl DIN 4014 - BV - 0,80

4 Erkundung des Baugrunds

Der Baugrund ist nach DIN 4020 (z.Z. Entwurf) zu erkunden. Die sich anschließende Erkundung nach DIN 4021 (z. Z. Entwurf) muss Aufschluss geben über

• Folge der Bodenschichten,
• die Grundwasserträger, die Grundwasserstände und ihre Wechsel, gespanntes Grundwasser,
• die Tragfähigkeit und die Mächtigkeit der tragenden Schicht.

Die Bodeneigenschaften, insbesondere die Korngrößenverteilung und die Festigkeitseigenschaften, z.B. I_C (nach DIN 18122 Teil 1),c_u =q_u / 2 (nach DIN 18136 und DIN 18137 Teil 1 und Teil 2) sind, soweit es die angetroffenen Bodenschichten zulassen, durch bodenmechanische Laborversuche, sonst durch Feldversuche, vorzugsweise durch Sondierungen (nach DIN 4094 (z. Z. Entwurf) und DIN 4096),zu ermitteln.

In Fels und in felsartigen Böden sind Aufschluss und Untersuchungsverfahren zu wählen, die neben dem Schichtenaufbau, der Gesteinsart und der Gesteinsfestigkeit auch den erforderlichen Einblick in die Gebirgsfestigkeit vermitteln. So sind insbesondere Versuche zur Ermittlung der einaxialen Druckfestigkeitq_u nach den Empfehlungen des DGEG- Arbeitskreises Versuchstechnik im Fels [1] und der Veränderlichkeit in Wasser nach DIN 4022 Teil 1 auszuführen.

Die Erkundungstiefe im Fels ist gleich der Erkundungstiefe im Lockergestein (siehe DIN 4020 (z.Z. Entwurf)). Abweichungen, die bei günstigen geologischen Verhältnissen zugelassen werden dürfen, sind zu begründen.

Zur Abschätzung des horizontalen äußeren Tragverhaltens von Bohrpfählen quer zur Pfahlachse sind die Steifemoduln des Baugrunds anzugeben, in bindigem Boden sind sie aus Laborversuchen, in nichtbindigem Boden aus Sondierungen zu ermitteln, sofern nicht örtliche Erfahrungen zur Verfügung stehen.

Grundwasser und Boden sind auf betonangreifende (siehe DIN 4030) und korrosionsfördernde Stoffe (siehe DIN 50929 Teil 3) und erforderlichenfalls auf solche Eigenschaften zu untersuchen, welche die kolloidchemische Stabilität einer stützenden Flüssigkeit beeinträchtigen können.

5 Beton und Bewehrung, Bemessung, innere Tragfähigkeit

5.1 Allgemeines

Bohrpfähle sind zur Aufnahme der nach DIN 1054 zu ermittelnden Bemessungswerte der einwirkenden Schnittgrößen nach DIN 1045 zu bemessen, soweit im folgenden nichts anderes bestimmt wird. Die Einleitung der am Pfahlkopf wirkenden Schnittgrößen in bewehrte oder unbewehrte Bohrpfähle ist nachzuweisen.

Bei Bohrpfählen, die in einen Boden einbinden, dessen Kohäsion im undränierten Zustandc_u ≤ 15 kN/m² ist, ist abweichend von DIN 1054 der Knicksicherheitsnachweis zu führen. Statt des Nachweisesc_u > 15 kN/m² genügt auch der Nachweis, dass die KonsistenzzahlI_C > 0,25 ist.

5.2 Festigkeitsklassen und Betonzusammensetzung

Für Bohrpfähle mit oder ohne Fußverbreiterung muss mindestens ein Beton der Festigkeitsklasse B25 nach DIN 1045 verwendet werden. Eine höhere Festigkeitsklasse als B25 darf rechnerisch nicht in Ansatz gebracht werden. Abweichungen sind für verrohrt hergestelle Pfähle mitD ≥0,75 m unter der Voraussetzung ständiger Aufsichtsführung durch den Bauleiter zulässig.

Für die unbewehrten Primärpfähle von überschnittenen Bohrpfahlwänden ist ein Beton mit geringerer Festigkeitsklasse als B25 zulässig.

Die Kornzusammensetzung des Betonzuschlags soll im günstigen Bereich nach DIN 1045 liegen. Das Größtkorn des Zuschlags darf für bewehrte Bohrpfähle unter 0,40m Durchmesser 16 mm nicht überschreiten.

Der Zementgehalt muss bei Verwendung von Zuschlaggemischen 0 bis 16 mm mindestens 400 kg/m³ Beton und bei Verwendung von Zuschlaggemischen 0 bis 32 mm mindestens 350 kg/m³ Beton betragen. Der Wasser- Zement -Wert muss kleiner als 0,6 sein.

5.3 Betondeckung

Die Betondeckung der Bewehrung darf 50 mm nicht unterschreiten. Wird unter Verwendung einer Tonsuspension als stützende Flüssigkeit gebohrt, so ist zur Sicherung der Betondeckung zwischen Bewehrung und Bohrungswand eine lichte Durchflussweite von 70 mm vorzusehen, damit es nicht zu Einschlüssen von Tonsuspension kommt.

Bei Bohrpfählen, die mit Wasser oder Boden in Berührung kommen, das nach DIN 4030 schwach bis stark betonangreifend ist, ist Beton mit hohem Widerstand gegen chemische Angriffe nach DIN 1045 zu verwenden. Als Betondeckung reichen die im ersten Absatz dieses Abschnitts angegebenen Werte aus.

Bei sehr starkem Betonangriff müssen Gegenmaßnahmen nach DIN 1045 ergriffen werden.

5.4 Bewehrung

Bewehrte Bohrpfähle sind nach DIN 1045 auszubilden. Für Bohrpfähle, die eine Längsbewehrung aus Betonstahl erhalten, ist Betonrippenstahl mit einem Mindestdurchmesser von 16 mm zu wählen.

Die Querbewehrung ist in Form von Bügeln oder Wendeln anzuordnen, deren Stabdurchmesser und Abstände bzw. Ganghöhen nach DIN 1045 zu wählen sind. Die Stabdurchmesser dürfen nicht kleiner als 6 mm und die Abstände bzw. Ganghöhen nicht größer als 0,25 m sein.

Auf eine Bewehrung darf bei Bohrpfählen mit einem SchaftdurchmesserD ≥ 0,50 m verzichtet werden, wenn sie statisch nicht erforderlich ist. Besteht eine lastverteilende Wirkung nach Abschnitt 5.6, darf auch bei Bohrpfählen mit einem SchaftdurchmesserD < 0,50 m auf eine Bewehrung verzichtet werden, wenn sie statisch nicht erforderlich ist. Schrägpfähle sind stets zu bewehren. Bei Zugpfählen ist die Zugbewehrung unvermindert über die ganze Länge des Bohrpfahls zu führen.

5.5 Bemessung in besonderen Fällen

Sofern Bohrpfähle durch Seitendruck aus Bewegungen des Bodens belastet werden oder solche Belastungen zu erwarten sind, ist eine Untersuchung nach den Empfehlungen der DGEG "Seitendruck auf Pfähle durch Bewegungen von weichen bindigen Böden" [2] durchzuführen.

5.6 Berücksichtigung von geometrischen Imperfektionen

Bei der Bemessung von Bohrpfählen sind als herstellungstechnisch bedingte geometrische Imperfektionen eine Exzentrizitäte = 0,05 *D (D = Pfahlschaftdurchmesser in cm), mindestens aber 5 cm, und eine Pfahlneigungn = 0,015 gegenüber dem Sollwert zu berücksichtigen, soweit nicht das angewandte Herstellungsverfahren oder die örtlichen Verhältnisse den Ansatz größerer Werte von e und n erfordern. Auf die Berücksichtigung dieser Imperfektionen darf verzichtet werden, wenn die Einflüsse einer ungewollten BiegebeanspruchungQ *e durch die lastverteilende Wirkung von Pfahlrostplatten, Pfahljochen oder ähnlichen Konstruktionen ausgeschlossen werden.

5.7 Pfahlfußverbreiterungen

Der Überstand einer Pfahlfußverbreiterung bleibt bei Druckpfählen unbewehrt. Sinngemäß nach DIN 1045 dürfen Fußverbreiterungen bis zur Neigung hergestellt werden, bei der das Verhältnis von Fußhöhe zum Fußüberstand 2:1 ist, soweit nach Abschnitt 6.2.5 nichts anderes bestimmt wird.

6 Herstellung

6.1 Bauleitung

Während des Herstellens der Bohrpfähle muss der verantwortliche Bauleiter oder sein Vertreter auf der Baustelle anwesend sein. Über das Herstellen jedes einzelnen Bohrpfahls ist auf der Baustelle ein Vordruck auszufüllen, der von dem verantwortlichen Bauleiter oder seinem Vertreter täglich gegenzuzeichnen ist (Mustervordrucke für das Herstellen von Bohrpfählen siehe Anhang A).

6.2 Bohrarbeiten

6.2.1 Bohrwerkzeuge

Die Art der Bohrwerkzeuge ist auf die anstehenden Böden und die Grundwasserverhältnisse abzustimmen. Die Auswahl der Bohrwerkzeuge ist unter dem Gesichtspunkt vorzunehmen, über den Pfahldurchmesser und unter den Pfahlfuß hinausreichende Auflockerungen zu vermeiden.

Anmerkung: Zu diesem Zweck ist bei Verwendung von Bohrwerkzeugen mit Reißzähnen oder ähnlicher Ausrüstung die Bohrungssohle nach Erreichen der Solltiefe abzugleichen. Auflockerungen unter der Bohrungssohle sind zu beseitigen. Da solche Auflockerungen oft erst im Laufe der Zeit eintreten, ist Geräten der Vorzug zu geben, mit denen die Bohrungen schnell hergestellt und die Dauer zwischen der Fertigstellung der Bohrung und dem Betonieren kurz gehalten werden kann.

Bei Bohrungen unter dem Grundwasserspiegel und solchen, die mit Flüssigkeitsüberdruck gestützt werden, darf der Überdruck durch die Kolbenwirkung beim Ziehen des Bohrwerkzeugs nicht beeinträchtigt werden.

6.2.2 Verrohrtes Bohren

Die Verrohrung der Bohrung soll Auflockerungen in der Umgebung des Bohrpfahls beim Bohren einschränken. Sie ist zwingend erforderlich, wenn der durchörterte Boden auch bei Verwendung von stützender Flüssigkeit nicht standsicher ist und mit Ausbrüchen aus der Bohrungswand gerechnet werden muss.

Beim Bohren unter dem Grundwasserspiegel und bei gespanntem Grundwasser ist im Bohrrohr Wasserüberdruck bzw. der Überdruck einer anderen Flüssigkeit (im allgemeinen eine Tonsuspension) ständig aufrecht zu erhalten, um einen hydraulischen Grundbruch des Bodens zu verhindern. Jedes Eintreiben von Bodenteilchen mit nach der Bohrung zusickerndem Grundwasser (Sohleintrieb) ist auszuschließen.

Die Verrohrung muss dem Bohrfortschritt voreilen, um unter die Bohrungen reichende Auflockerungen während des Bohrvorgangs zu verhindern. In weichen bindigen und in nichtbindigen Böden, besonders in Feinsand und Schluff unter dem Grundwasserspiegel, ist im allgemeinen ein Voreilmaß bis zu einem halben Rohrdurchmesser erforderlich.

Wenn Sohleintrieb zu befürchten ist, muss das Voreilmaß größer gewählt oder der Überdruck der stützenden Flüssigkeit erhöht werden, erforderlichenfalls durch Anwendung von Aufsatzrohren auf das Bohrrohr über Gelände. In bindigen Böden von mindestens halbfester Konsistenz ist das Voreilen der Verrohrung nicht immer möglich und auch nicht zwingend erforderlich; die Verrohrung darf jedoch vom Bohrwerkzeug seitlich nicht unterschnitten werden und muss dem Bohrfortschritt unmittelbar folgen. Um diese Anforderung zu erfüllen, muss neben dem Drehmoment zum Eindrehen des Bohrrohrs eine ausreichende Vertikalkraft zum Eindrücken des Bohrrohrs vorhanden sein.

Ist die Solltiefe der Bohrung erreicht und ist keine Fußverbreiterung vorgesehen, muss der Boden bis zur Unterkante der Vorrohrung ausgeräumt werden. Der Pfahl muss unmittelbar nach dem Ausräumen des Bodens betoniert werden.

Anmerkung 1: Das Ausräumen bis zur Unterkante der Verrohrung ist erforderlich, um zu vermeiden, dass im Boden unter dem Pfahlfuß Auflockerungen entstehen, die sonst nach dem Ziehen der Verrohrung unter dem Bohrpfahl auftreten; Betonieren unmittelbar nach dem Bohren ist erforderlich, um zu vermeiden, dass die Bohrungssohle auflockert oder aufweicht.

Bohrpfähle sollen am selben Tage gebohrt und betoniert werden. Bei Bohrpfählen, die bis zum Ende der Arbeitszeit nicht mehr fertiggestellt werden können, ist mindestens eine Länge gleich dem zweifachen Durchmesser, wenigstens aber die letzten 1,5 m, unmittelbarvordem Betonieren am nächsten Tage zu bohren.

Anmerkung 2: Der Schneidkranzüberstand an der Unterkante des Bohrrohrs sollte so klein wie möglich gehalten werden, um Auflockerungen in der Pfahlumgebung zu vermeiden.

In jedem Fall ist die Bohrungssohle durch wiederholtes Abloten zu prüfen und sicherzustellen, dass keinerlei Veränderungen durch Nachbruch, Sohleintrieb oder Sedimentation eintreten.

6.2.3 Unverrohrtes Bohren

In standfestem Baugrund darf unverrohrt gebohrt werden. Dabei ist der obere Teil der Bohrung zur Führung des Bohrwerkzeugs und wegen des Einflusses des Baubetriebs durch ein Schutzrohr zu sichern.

Die Bohrungssohle ist zur Verringerung von Kraftschlußsetzungen zu säubern, und zwar bei unbewehrten Bohrpfählen unmittelbar vor dem Betonieren, bei bewehrten Bohrpfählen vor dem Einsetzen des Bewehrungskorbs. Zur Sicherstellung der größtmöglichen Mantelreibung sind Bohrwerkzeuge zu verwenden, die rauhe Bohrungswände erzeugen.

Schrägpfähle sollen nicht unverrohrt hergestellt werden. Bohrpfähle sollen am selben Tag gebohrt und betoniert werden. Bei Bohrpfählen, die bis zum Ende der Arbeitszeit nicht mehr fertiggestellt werden können, ist eine Länge gleich dem zweifachen Durchmesser, mindestens jedoch 1,5 m, unmittelbar vor dem Betonieren am nächsten Tag herzustellen. Steht die Bohrung vor dem Betonieren länger als 10 Stunden nur mit Tonsuspension gefüllt, muss der Filterkuchen im Bereich der Krafteintragungslänge entfernt werden. Falls das nicht möglich ist, muss die Mantelreibung auf²/₃ des sonst gültigen Werts der Tabellen 4 und 5 abgemindert werden.

In jedem Fall ist die Bohrungssohle durch wiederholtes Abloten zu prüfen und sicherzustellen, dass keinerlei Veränderungen durch Nachbruch, Sohleintrieb oder Sedimentation eintreten.

Werden mit unverrohrten Bohrungen nicht standfeste Bodenschichten durchfahren, so ist die Bohrungswand durch einen Flüssigkeitsüberdruck zu stützen. Während des gesamten Bohr- und Betoniervorgangs darf der Spiegel der stützenden Flüssigkeit zu keinem Zeitpunkt bis zur Unterkante der Schutzverrohrung bzw. bis zu einer Tiefe von 1,0 m über dem Grundwasserspiegel sinken. Ein ausreichender Vorrat an Stützflüssigkeit ist vorzuhalten.

Falls Wasser als stützende Flüssigkeit nicht ausreicht, ist eine Tonsuspension nach DIN 4126 zu verwenden. Bei Schlitzwandelementen ist stets mit Tonsuspension zu stützen.

Bei Verwendung von Tonsuspension als Stützflüssigkeit ist unmittelbar vor dem Betonieren etwa 0,5 m über der Bohrungssohle eine Probe aus der Suspension zu entnehmen; deren Dichte und Fließgrenze sind zu messen. Bei Verwendung einer stützenden Flüssigkeit nach DIN 4127 darf, abweichend von DIN 4126, bei bewehrten Bohrpfählen während des gesamten Betoniervorgangs die Dichte den Wert von Ρ_F=1,20 t / m³ und die wirksame Fließgrenze den Wert von τ_F=30 N/m² nicht übersteigen.

Bei unbewehrten Bohrpfählen ist der Grenzwert für die Dichte Ρ_F=1,30 t/m³ bzw. für die Fließgrenze τ_F= 40 N/m². Wird einer dieser Werte überschritten, so ist die Tonsuspension ganz oder teilweise auszutauschen. Bei einem teilweisen Austausch muss die Tonsuspension über die gesamte Pfahltiefe homogenisiert werden.

Vor Beendigung des Betoniervorgangs ist erneut eine Probe der Tonsuspension etwa 1,5 m oberhalb des Betonierspiegels zu entnehmen, um die Werte der Dichte und der Fließgrenze auch gegen Ende des Betonierens zu überprüfen. Die oben genannten Werte sollen auch dann nicht überschritten werden. Anderenfalls sind für die nächsten Bohrpfähle Abänderungen in der Rezeptur erforderlich.

In Böden mit einer Kohäsion im undränierten Zustandc_u ≤ 15 kN/m² dürfen Bohrpfähle nicht unverrohrt hergestellt werden. Statt des Nachweisesc_u > 15 kN/m² genügt auch der Nachweis, dass die Konsistenzzahl I_C > 0,25 ist.

6.2.4 Unverrohrtes Bohren mit durchgehender Bohrschnecke

Beim unverrohrten Bohren mit durchgehender Bohrschnecke sind Vorschub und Drehzahl so auf die Baugrundverhältnisse abzustimmen, dass die Bodenförderung auf ein Maß begrenzt wird, welches die seitliche Stützung der unverrohrten Bohrungswand sicherstellt. Die Bohrschnecke muss beim Ziehen im gleichen Sinn wie beim Bohren gedreht oder ohne Drehung gezogen werden.

Die Anzahl der Umdrehungen ist tiefenabhängig automatisch zu registrieren; die Messschriebe sind Bestandteil des Bohrprotokolls.

Es muss sichergestellt werden, dass in das Innenrohr der Bohrschnecke beim Bohren weder Wasser noch Boden eindringen kann.

Pfahlneigungen größer 6° (10:1) sollen nicht überschritten werden.

In gleichförmigen kohäsionslosen Böden mit einer UngleichförmigkeitszahlU ≤ 3 unter dem Grundwasserspiegel und in bindigen Böden mit einer Kohäsion im undränierten Zustandc_u ≤ 15 kN/m² darf das Verfahren nicht angewendet werden.

6.2.5 Anschneiden von Fußverbreiterungen

In ausreichend standfestem Boden dürfen Hohlräume hergestellt werden, die einen erweiterten Pfahlfuß aufnehmen. Ausgenommen sind Kiese mit Steinen sowie Böden mit Geröllagen.

Das Fußanschneidegerät muss eine konzentrische Fußherstellung sicherstellen; die Spreizung des Geräts über den Pfahlschaftdurchmesser hinaus muss ablesbar und kontrollierbar sein. Werden andere Geräte oder Verfahren zur Fußherstellung verwendet, müssen die Beschaffenheit und die geometrische Form des Fußhohlraums kontrolliert werden. In jedem Fall ist die Bohrungssohle durch wiederholtes Abloten unmittelbar vor dem Betonieren zu prüfen und sicherzustellen, dass keinerlei Veränderungen durch Nachbruch, Sohleintrieb oder Sedimentation eintreten.

Werden Pfahlfußverbreiterungen unter dem Grundwasserspiegel ausgeführt, so muss der Fußhohlraum bis zum Betonieren durch Flüssigkeitsüberdruck in der Bohrung gestützt werden.

Die Grenzen des Verhältnisses von Pfahlfuß- zu Pfahlschaftdurchmesser sind nach Bild 1 einzuhalten. Abweichungen sind zulässig, wenn die Herstellbarkeit größerer Pfahlfußverbreiterungen nachgewiesen wird.

Das Verhältnis der Fußhöhe zum Fußüberstand darf in nichtbindigen Böden nicht kleiner als 3:1 und in bindigen Böden nicht kleiner als 2:1 sein.

6.2.6 Überprüfen der Baugrunderkundung

Die Ergebnisse der Baugrunderkundung sind bezüglich der Schichtenfolge während der Pfahlbohrungen - beim Bohren mit durchgehender Bohrschnecke nach der Pfahlbohrung -insbesondere im Bereich der tragfähigen Schichten, zu überprüfen und die Schichtenverzeichnisse der Pfahlbohrungen in die Pfahlprotokolle aufzunehmen (siehe Anhang A). Entstehen Zweifel über die Beschaffenheit des Baugrunds, so sind zusätzliche Baugrunderkundungen zu veranlassen.

Für jeden Bohrpfahl sind die Einbindetiefe in die tragfähige Schicht und der Wasserstand in der Bohrung unmittelbar vor dem Betonieren festzuhalten.

Bild 1: Beschränkung der Pfahlfußverbreiterung im bindigen und im nichtbindigen Boden

6.3 Betonarbeiten

6.3.1 Allgemeines

Für das Herstellen und Einbringen des Betons gilt DIN 1045, sofern im folgenden nichts anderes festgelegt ist. Hinsichtlich der Betonzusammensetzung ist Abschnitt 5.3 zu beachten.

6.3.2 Güteprüfung

Abweichend von DIN 1045 sind von dem Beton der ersten zehn Pfähle eines Bauvorhabens mindestens sechs Probewürfel nach DIN 1048 Teil 1 anzufertigen und zu prüfen, wovon drei nach 7 Tagen und drei nach 28 Tagen geprüft werden sollen. Für jeweils weitere 25 Pfähle, mindestens jedoch je 500 m³ Frischbeton, sind weitere drei Probewürfel auf ihre 28-Tage-Würfeldruckfestigkeit zu prüfen. Die Prüfzeiten für langsam erhärtende Zemente dürfen bis zu 56 Tagen verlängert werden. Bei Verwendung von B II ist die Anzahl der Probewürfel zu verdoppeln.

6.3.3 Einbringen des Betons

Unmittelbar nach Abschluss des Bohrvorgangs, Säubern der Bohrungssohle und gegebenenfalls Einsetzen des Bewehrungskorbs ist der Pfahl zu betonieren. Dabei ist sicherzustellen, dass

1. der Beton in der vorgesehenen Zusammensetzung und Konsistenz bis zur Bohrungssohle gelangt,
2. der Beton nicht entmischt und verunreinigt wird,
3. die Betonsäule weder unterbrochen noch eingeschnürt wird.

Dabei dürfen lotrecht, verrohrt oder mit durchgehender Bohrschnecke hergestellte Bohrungen, in denen kein Wasser steht, unter Zuhilfenahme eines Schütttrichters mit einem anschließenden, mindestens 2 m langen Schüttrohr ausbetoniert werden. Es muss dabei sichergestellt sein, dass dieses Schüttrohr während des Betoniervorgangs seine lotrechte Lage in der Bohrung behält.

In allen anderen Fällen ist mit Schüttrohr, Pumprohr oder Schläuchen zu betonieren, die zu Beginn des Betoniervorgangs bis zur Bohrungssohle reichen und während des Betonierens stets in den Frischbeton eintauchen müssen.

Im Grundwasser bzw. in einer Tonsuspension muss der Beton im Kontraktorverfahren eingebracht werden. Beim Einschütten des Betons ist eine Vermischung von Beton und Tonsuspension zu verhindern. Das Schüttrohr darf beim Betonieren erst gezogen werden, wenn es mindestens 3 m in den eingebauten Beton hineinreicht, damit die Betonsäule nicht abreißt und keine Stützflüssigkeit in das Schüttrohr eindringt.

Die Herstellung eines Unterwasserbetons aus einer Zuschlagschüttung mit nachträglicher Vermörtelung nach DIN 1045 ist zulässig, sofern das Korngerüst der Zuschlagschüttung nicht durch eindringende Bodenteilchen verunreinigt werden kann.

Werden Bohrpfähle mit einer auf ganzer Länge der Bohrung durchgehenden Bohrschnecke mit kleinem Zentralrohr hergestellt, so wird nach Erreichen der Endtiefe bei gleichzeitigem Ziehen der Bohrschnecke Beton durch das Zentralrohr der Bohrschnecke gepumpt. Der am Fuß der Bohrschnecke austretende Beton muss dabei unter einem Überdruck stehen, der sicherstellt, dass der beim Ziehen der Bohrschnecke freigegebene Raum sofort mit Frischbeton verfüllt wird. Zur Erfüllung dieser Bedingung ist durch Messung zu kontrollieren und tiefenabhängig in einem Messschrieb festzuhalten, dass am Übergang von der Betonpumpenleitung in die Bohrschnecke ständig ein Überdruck vorhanden ist.

In feinkörnigen Böden mit einer Kohäsion im undränierten Zustandc_u ≤ 15 kN/m² ist Betonieren gegen den Boden nicht mehr zulässig; der Frischbeton muss durch Hülsen gestützt werden. Statt des Nachweisesc_u > 15 kN/m² genügt auch der Nachweis, dass die KonsistenzzahlI_C > 0,25 ist.

Die Bohrpfähle sind zügig ohne Unterbrechung zu betonieren.

Anmerkung: Um nachteilige Einflüsse einer im Ausnahmefall eintretenden kürzeren Unterbrechung des Betoniervorgangs auszuschalten, sollen Erstarrungsverzögerer als Zusatzmittel verwendet werden.

Beim Betonieren von Bohrpfählen mit Pfahlfußverbreiterung muss der Frischbetonvorrat das Füllen des Pfahlfußes bis in den Schaft hinein ohne Arbeitspause gestatten.

6.3.4 Betonkonsistenz

Für Bohrpfähle ist im Regelfall ein Beton von fließfähiger Konsistenz, d. h. mit einem Ausbreitmaß von 50 cm bis 60 cm, zu verwenden, jedoch abweichend von DIN 1045 ohne Zugabe eines Fließmittels. Fließfähiger Beton der Konsistenz KF nach DIN 1045 ist zulässig, jedoch ist hierbei besonders die Verarbeitbarkeit des Frischbetons im Hinblick auf die Betonierzeit des Bohrpfahls zu beachten. Beim Betonieren in einer Tonsuspension ist ein Ausbreitmaß zwischen 55 cm und 60 cm zu wählen. In diesen Konsistenzbereichen ist Innenrüttelung nicht zulässig.

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